Deniz araçlarında kullanılan uydu takip sistemlerinde üç eksende anten stabilizasyonunu sağlayan hassas kontrol sisteminin gerçekleştirilmesi
Implementation of a precision control system for three-axis antenna stabilization in satellite tracking systems used in marine vehicles
- Tez No: 945146
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ VEYSEL GÖKHAN BÖCEKÇİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kontrol teorisi, Kontrol yöntemleri, Mikroelektronik aygıtlar, Nesneye dayalı yazılım, Sayısal elektronik, Uydu haberleşme sistemleri, Control theory, Control methods, Microelectronic devices, Object oriented software, Digital electronic
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Deniz uydu takip anten sistemleri, deniz taşıtları ile sabit yörüngedeki uydular arasındaki iletişimi sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. Bu sistemler, tekne, yat ve gemi gibi çeşitli deniz araçlarında telefon görüşmeleri, televizyon yayınları, veri transferi ve internet erişimi gibi hayati haberleşme olanaklarını mümkün hale getirmektedir. Bu nedenle, değişken deniz koşullarının oluşturduğu bozucu etkileri gerçek zamanlı olarak bertaraf edebilen kontrol sistemlerinin geliştirilmesi kritik bir önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, hareket davranışını modelleme için kullanılan bir yapay sinir ağı yardımıyla gerçek zamanlı olarak ayarlanabilen yapay sinir ağı tabanlı bir PID denetleyicinin tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Çalışmamızın temel özgünlüğü, yenilikçi bir kontrol yapısına sahip olması, gerçek deniz ortamında test edilmesi ve maliyet ile performans arasında etkili bir denge kurmasıdır. Geliştirilen gömülü sistem, 20 °/s hızındaki deniz dalgalarında dahi kesintisiz yayın sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Fiyat-performans yönünden avantaj sağlayacak şekilde tasarlanan donanım ve yazılım mimarisi fiziksel olarak gerçekleştirilmiş ve test edilmiştir. Ayrıca elde edilen sonuçlar ve geliştirilen uygulama yöntemleri, piyasada bulunan benzer ticari ürünler ve literatürdeki diğer akademik çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Yapılan testlerde ticari ürün, benzer deniz koşullarında maksimum 2° yükseliş hatasına ulaşırken, önerilen sistemin aynı koşullarda hata değerinin 0,7 derecenin altında kaldığı gözlenmiştir. Bununla birlikte çalışmamız literatürdeki farklı çalışmalarla karşılaştırıldığında; birim adım yanıt performansı olarak %0 taşma oranı ve 0,06 saniyelik yükselme süresiyle, taşma oranı %0,505 ve yükselme süresi 11,581 saniye olan bir çalışmaya [22] göre ve yükselme süresi 0,3032 saniyelik bir başka çalışmaya [24] göre üstünlük sağlarken, maliyet avantajlı bir uygulama projesi olması sebebiyle simülasyon bazlı çalışmalara veya pahalı uygulama içeren tasarımlara göre iyi bir alternatif olarak konumlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
Maritime satellite tracking antenna systems are employed to enable communication between marine vessels and geostationary satellites. These systems play a crucial role in facilitating essential communication services such as telephone calls, television broadcasts, data transmission, and internet access on various types of marine vehicles, including boats, yachts, and ships. Given the continuously changing and often harsh marine conditions, the development of control systems capable of mitigating external disturbances in real time is of critical importance. In this thesis, a neural network-based PID controller that can be tuned in real time with the aid of a neural network used for motion behavior modeling has been designed and implemented. The novelty of the proposed approach lies in its innovative control structure, its successful implementation under real marine conditions, and its effective balance between cost and performance. The developed embedded system has been designed to ensure uninterrupted signal tracking even under sea wave disturbances reaching speeds of up to 20°/s. The hardware and software architecture, which was optimized to provide a favorable price-performance ratio, has been physically realized and tested. Furthermore, the obtained results and the proposed implementation method have been compared with both commercially available products and other academic studies in the literature. During the conducted tests, the commercial product exhibited a maximum elevation error of 2° under similar marine conditions, whereas the proposed system maintained its error within 0.7°, demonstrating superior tracking precision. Additionally, in terms of unit step response performance, the proposed system achieved a 0% overshoot and a rise time of 0.06 seconds, outperforming a referenced study [22] with a 0.505% overshoot and an 11.581-second rise time, as well as another study [24] with a rise time of 0.3032 seconds. Due to its low-cost implementation, the proposed system stands out as a viable alternative to simulation-based studies or designs involving expensive hardware implementations.
Benzer Tezler
- Evaluating performance of different remote sensing techniques and various interpolation approaches for soil salinity assessment
Toprak tuzluluğu değerlendirmesi için farklı uzaktan algılama teknikleri ve çeşitli interpolasyon yaklaşımlarının performansının değerlendirilmesi
TAHA GORJI
Doktora
İngilizce
2021
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜL TANIK
- GPS (Global Positioning System) ile araç takip sistemleri
Vehicle tracking systems with GPS (Global Positioning System)
HÜSEYİN PEHLİVAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER AYDIN
- Design, implementation and comparison ofsensor fusion methods for object detection and trackingbased on multiple 3D lidar sensors
Çoklu 3D lidar sensörleri üzerindenesne algılama ve takibi için sensör füzyon yöntemlerinintasarımı, uygulaması ve karşılaştırılması
ELİF AKSU TAŞDELEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN SEZER
- Karıştırıcılar ve karıştırma kabındaki akım olaylarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NADİR İLTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ÖMER SAMİH MERTBAŞ
- Tekstil boyamacılığında atık flottede boyama imkanları üzerine araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET YAKARTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KERİM DURAN