Prototip mobil aracın PID ve PSO ile hız kontrolü
Speed control of prototype mobile vehicle with PID and PSO
Yazar: İBRAHİM HANÇER
Danışman: PROF. DR. MAHİT GÜNEŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Hız sabiti = Rate constant ; PID denetleme = PID control ; Parçacık sürü optimizasyonu = Particle swarm optimization

Özet:
Bu çalışmada geliştirilen bir prototip aracın hız kontrolü PID ( Proportional Integral Derivative ) ve PSO ( Parçacık Sürü Optimizasyonu) algoritmaları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aracın hız kontrolü için  ( Cruise Control : Hız Sabitleyici ) olarak bilinen yöntem kullanılarak takip edilecek yolun farklı eğimlerinde aynı hızda seyredecek şekilde kontrol sistemi geliştirilmiştir. Aracın devri tekerleğine monte edilmiş mıknatıs kullanılarak Hall Effect sensör yardımı ile RPM ( Revolutions Per Minute) olarak ölçülmüştür. Hız kontrol sistemimiz RPM ve PWM ( Pulse Width Modulation ) iş birliği ile sağlanılmıştır. Kontrol sistemi yolun eğim şartlarına göre sürekli kendini yenileyip ona göre tepki vermektedir. Yokuş yukarı giderken aracın yavaşlaması ve RPM değerinin düşmesi üzerine sistem PWM   ( Pulse Width Modulation ) değerini arttırarak tekrardan istenilen hız değerine ulaşmaktadır. Bunun tam tersi olarak araç aşağı eğimde hareket ederken hız değerinin artması üzerine sistem PWM değerini düşürerek istenilen hızda aracın hareket etmesini sağlamaktadır. Bu değişikleri aracın üst kısmına yerleştirdiğimiz LCD Ekran üzerinden okunabilmektedir.
Bu sistemin çalışmasında denetim birimlerinden en basit ve maliyeti ucuz olan Arduino Uno kullanılmıştır. Yapılan deneyleri Matlab uygulaması  kullanılarak Simulink programı üzerinden oluşturduğumuz motor modelinden yararlanılarak benzetim işlemleri gerçekleştirilmiştir. PID parametreleri ( Kp, Ki , Kd ) PSO algoritması ile optimum şekilde ayarlanmıştır. PID sistemindeki değişkenleri belirlemek stabilizasyonda önem arz etmektedir. Seçilen PID değişkenlerinin sistem üzerindeki etkileri ayrı ayrı grafiksel olarak gösterilmiştir.

Abstract:
Speed control of a prototype vehicle developed in this study was carried out using PID (Proportional Integral Derivative) and PSO (Particle Swarm Optimization) algorithms. For the speed control of the vehicle, a control system has been developed in such a way that it can travel at the same speed on different slopes of the road to be followed by using the method known as (Cruise Control: Cruise Control). The speed of the vehicle was measured as RPM (Revolutions Per Minute) with the help of Hall Effect sensor using a magnet mounted on the wheel. Our speed control system is provided by RPM and PWM ( Pulse Width Modulation ) cooperation. The control system constantly renews itself according to the slope conditions of the road and reacts accordingly. When the vehicle slows down and the RPM value decreases while going uphill, the system increases the PWM (Pulse Width Modulation) value and reaches the desired speed value again. On the contrary, when the vehicle is moving on a downward slope, upon the increase in the speed value, the system reduces the PWM value and allows the vehicle to move at the desired speed. These changes can be read on the LCD Screen that we place on the top of the vehicle.
In the operation of this system, Arduino Uno, which is the simplest and cheapest of the control units, was used. Simulation processes were carried out by using the engine model we created over the Simulink program using the Matlab application. PID parameters ( Kp, Ki , Kd ) are optimally adjusted with the PSO algorithm. Determining the variables in the PID system is important in stabilization. The effects of the selected PID variables on the system are shown separately graphically.