Bir füze arayıcı başlığın dinamik modellemesi ve kontrolü
Dynamic modeling and control of a missile seeker
Yazar: MESUD YASİN ÇELİK
Danışman: PROF. DR. MEHMET ARİF ADLI ; DOÇ. DR. ALİ SAYGIN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Alan yönlendirme = Field orientation ; Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Güdümlü füzeler = Guided missiles ; Konum denetimi = Position control ; Sürekli mıknatıslı senkron motorlar = Permanent magnet synchronous motors

Özet:
Teknolojideki hızlı gelişmeler günümüzdeki teknoloji trendlerinin değişmesine ve daha avantajlı yöntem ve metotların keşfedilmesine yol açmaktadır. Özellikle askeri alanda istenilen performans değerlerine daha az süre ve iterasyonla, daha az maliyetle ulaşılması mümkün hale gelmektedir. Bu tezde, daha önceki arayıcı başlık ve robotik uygulamalarda yaygın olarak kullanılan DC tipindeki motorların yerine, iki eksenli bir arayıcı başlıkta AC çerçevesiz sabit mıknatıslı senkron motor (SMSM) kullanılmıştır. Bu tip motorlar, eski tip motorlara göre daha verimli ve yüksek hızlı performansa sahiptir. Motorun yapısı ve yüksek performans motor kontrolü sayesinde daha akıcı hareket sağlanmakta ve hızlı ivmelenme gerçekleştirilebilmektedir. Bu çalışma arayıcı başlıkta kullanılan SMSM'lerin, PI ve Bulanık Mantık-PI denetleyicileri kullanılarak, farklı konumlar için, sistemin konum kontrol benzetim çalışması ve gerçek zamanda deneysel uygulamaları içermektedir. Benzetim çalışmasında, arayıcı başlığın oluşturulan modelinden ve kullanılacak SMSM'lerin parametrelerinden faydalanılarak PI ve Bulanık Mantık-PI denetleyicileri içeren alan yönlendirmeli kontrol (FOC) tekniği ile Matlab/Simulink ortamında pozisyon kontrolü gerçekleştirilmiştir. Deney aşamasında ise, benzetim çalışmasında kullanılan kontrol yöntemlerini yüksek performansta ve gerçek zamanda gerçekleştirebilmek için "LAUNCHXL-F28379D" DSP kartları kullanılmıştır. Yoğun ve karmaşık matematiksel hesaplamalar içeren algoritma, Simulink programı sayesinde işlemci içine gömülerek, DSP başarılı bir şekilde sistemin pozisyon kontrolünü gerçekleştirebilmiştir. Benzetim ve deney çalışmaları sonucunda Bulanık Mantık-PI denetleyicisinin geleneksel PI denetleyicisine göre gürbüz olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
Rapid advancements in technology lead to changes in today's technology trends and discovery of methods that are more advantageous. Especially in the military field, reaching the desired performance values becomes possible with less time, cost, and iteration. In this thesis, it is aimed to use an AC frameless permanent magnet synchronous motor (PMSM) in a two-axis seeker, unlike the DC type motors that were widely used in previous seekers, Pan-Tilt and robotic applications. This type of motors have more efficient and high-speed performance than the old type motors. Owing to the motor's structure and high-performance motor control, smoother movement is provided and rapid acceleration can be achieved. In this study, the position control simulation and experiment of the seeker using PI and Fuzzy Logic-PI controllers are included. In the simulation, position control was carried out in Matlab/Simulink program with the Field-Oriented Control (FOC) technique, which includes the controllers, by using a model of the seeker and parameters of the motors. In the experimental part, to achieve the control methods used in the simulation with high-performance and in real-time, "LAUNCHXL-F28379D" DSPs were used. The algorithm, which includes intensive and complex mathematical calculations, was embedded in the processor thanks to the Simulink, and the DSP was able to successfully control the position of the system. As a result of simulation and experimental studies, it has been observed that the Fuzzy Logic-PI controller is more robust than the PI controller.