Risley prizmalı elektro optik görüntüleme sistemin dinamik modellenmesi ve kontrolü
Dynamic modelling and control of electro optical imaging system with risley prism
Yazar: MAHMUT SAMİ GÜÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ YAŞAR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bulanık denetleyiciler = Fuzzy controllers ; Dinamik modelleme = Dynamic modelling ; Optik görüntüler = Optical images ; Optimizasyon = Optimization ; PID denetleme = PID control

Özet:
Risley prizmalar ışın yönlendirmede ve görüntüleme sistemlerinde sınırlı olan görüş açısının artırılması amacıyla kullanılmaktadır. Bu çalışmada risley prizmalı bir görüntüleme sisteminin modellenmesi ve kontrolcü tasarımı üzerine çalışılmıştır. İlk olarak, görüntüleme sisteminin belirli bir mesafedeki hareketli hedefi takip etmesi için olay örgüsü kurgulanmıştır. Hedef takibi için prizmaların yapması gereken hareket profilleri belirlenmiştir. Prizma hareketini sağlayacak bileşenler seçilmiş ve sistem tasarımı yapılmıştır. Kontrolcü geliştirmesinde gerekli olan sistem modeli deneysel sistem tanımlama yoluyla elde edilmiştir. Görüntüleme sisteminde bulunan prizmaların pozisyon kontrolü için PID tip kontrolcü tasarlanmıştır. PID kontrolcüye ek olarak bulanık kontrolcü tasarımı yapılmış ve bu kontrolcünün performansını iyileştirmek için genetik algoritmalar yardımıyla bir başarım fonksiyonu oluşturarak belirlenen bir hareket profil üzerinde kontrolcü optimize edilmiştir. Tasarlanan kontrolcüler gerçek sistem üzerinde test edilmeden önce ilk olarak benzetim ortamında modellenmiştir. Bulanık kontrolcünün optimizasyonu da benzetim ortamında modellenerek üzerinde birçok farklı durumu test etme imkânı oluşmuştur. Son olarak tasarlanan kontrolcüler tasarlanan gerçek sistem üzerinde performansları test edilmiştir. Kontrolcülerin hem benzetim hem de gerçek sistemdeki performansları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.

Abstract:
Risley prisms are used in beam steering and imaging systems to increase the limited field of view. In this study, the model and controller design of an imaging system with Risley prism has been studied. Firstly, a scenario is built for the imaging system to follow the moving target at a certain distance. Motion profiles of prisms for target tracking have been determined. Components that will provide prism movement were selected, and a system design was constructed. The dynamic system model required for controller development was obtained from experimental data in system identification. A PID type controller is designed for the position control of the prisms in the imaging system. In addition to the PID controller, a fuzzy controller was designed. To improve the performance of the fuzzy controller, a fitness function was created with the help of genetic algorithms, and the controller was optimized on a determined motion profile. The designed controllers were first run in the simulation environment before being tested in the real world. Optimization of the fuzzy controller was also made in the simulation environment, and it was possible to test many different situations. Finally, the controllers were tested on the real system. The performances of the controllers both in the simulation and real world were analysed comparatively.