Astronomik optik bir teleskobun hassas hareket kontrolü
High precision motion control of an astronomical optical telescope
Yazar: İSMAİL BAŞLAR
Danışman: PROF. DR. ADNAN DERDİYOK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Kumanda Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences ; Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Optik teleskopların gelişimiyle daha geniş ışık toplama alanı ve daha yüksek açısal çözünüm sağlanmaya başlanmıştır. Böylelikle teleskoplarla uzaydan alınan verilerin miktarı ve detayı arttırılmaktadır. Bu artış daha büyük teleskopların geliştirilmesine sebep olmaktadır. Teleskoplar büyüdükçe hassas kontrol sistemine ihtiyaç duyan teleskobun; alıcı sistemleri, kontrol sistemleri, tahrik düzenekleri, sensörleri ve optik sistemleri günümüz teknolojisinin sınırına dayanmıştır. Bu gelişim sözü geçen alanlarda dizayn devrimlerini hazırlamaktadır. Bu çalışmada günümüz teleskop sistemleri için geliştirilen kontrol sistemleri araştırılmıştır. Elde edilen bilgiler ışığında astronomik optik bir teleskobun kontrol sistemine uygulanabilecek kontrol yöntemi geliştirilmiştir. Çok yavaş hızda ve bozucu etki altında çalışan teleskopların kontrolcü performansı doğrudan teleskobun performansını belirlemektedir. Günümüzde doğrudan tahrik sistemler hassas hareket istenen bu tip sistemlerde sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Doğrudan tahrik sistemi tipik bir sabit mıknatıslı senkron motora sahiptir. Bu çalışmada sabit mıknatıslı senkron bir motor üzerinde çalışılmıştır. Bozucu etkileri kompanze edebilmek için bulanık mantık kontrolcü tasarlanmıştır. Bulanık mantık kontrolcünün kazanç ayarını yapmak için kayan pencere yöntemi kullanılmıştır. İlk önce simülasyon ortamında kontrolcü tasarlanıp test edilmiştir. Daha sonra gerçek zamanlı sistem üzerinde uygulama geliştirilmiştir. Yüksek hesaplama performansı isteyen bulanık kontrolcü gerçek zamanlı olarak çalıştırılmıştır. Kazanç ayarıyla bulanık mantık kontrolcünün performansının arttığı tesbit edilmiştir.

Abstract:
The development of optical telescopes started to provide larger light collecting area and higher angular resolution. Thus amount and the detail of data collected from the space is increasing excessively. This increase also made the desire of bigger telescopes. As the size of the telescopes which need precise control system increased, it pushes the design of optical systems, mounting structures, sensors, actuators, control systems, and receiver systems to their limits. Those related field had many design revolutions because of this. This paper studies high precision motion control of astronomical optical telescope. Controller performance of a telescope which is moving with an ultra-low speed in a multi disturbance environment directly determines the performance of the telescope. Nowadays direct drive systems are often used in systems which require precise motion. Direct drive system has a typical permanent magnet synchronous motor. Permanent magnet synchronous motor is used in this study. In order to compensate nonlinear disturbances, fuzzy logic controller is designed. Sliding window method is used for gain tuning. First a controller is constructed and tested in a simulation environment. After that application is developed on a real time system. It is observed that fuzzy controller which needs high computation performance could be run on a real time system. It is determined that by using gain tuning fuzzy logic controller's performance is improved.