İki eksenli hareket platformu için kontrolcü tasarımı ve uygulaması
Controller design and application for two axis motion platform
Yazar: ÖZGÜR TUNCEL
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM USLAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde, askeri ve sivil hayatta, güvenlik amacıyla kullanılan sistemlerin kullanımı yaygınlaşmakta ve bu cihazları verimli olarak kullanmak gün geçtikçe daha büyük önem kazanmaktadır. Bununla birlikte, bu cihazları yönlendiren iki eksenli hareket platformlarının da ihtiyaçlara karşılık verebilmesi gerekmekte olup, taşıdıkları sistemleri doğru noktaya, hassas bir şekilde götürebilmeleri ve bakış hattını stabil tutabilmeleri gerekmektedir. Bunu yaparken hem kendi iç dinamiklerinden kaynaklı düzensizlikleri, hem de bağlı bulundukları ortamlarda üzerlerine etkiyen bozucu etkileri, taşıdıkları sistemlere ulaşmadan sönümlemeleri gerekmektedir. Bu çalışmada, Aselsan tarafından üretilen ve prototip aşamasında olan iki eksenli hareketli platform üzerine bağlanacak olan Aselsan ürünü bir elektro-optik sistemin bakış hattının kararlılığı sağlanmıştır. Bu amaca ulaşmak için ilk olarak, kontrolcü giriş-çıkışlarına uygun olarak bir matematik model ortaya konulmuştur. Bu model çıkarılırken sistemin içerdiği sürtünme düzensizliği, eyleyici dinamiği ve geri-besleme elemanlarının yapısı da göz önüne alınmıştır. Matematik modeli oluşturulan sisteme uygun olarak Matlab-Simulink ortamında blok diyagram oluşturulmuştur. Burada sistemin durağan durum hatasını sıfıra indirmek amacıyla, hız döngüsü için çift PI kontrolcü tasarımı yapılmıştır. Son bölümde ise gerçek sistem üzerinde sistem tanımlaması yapılmış, sistemin bode diyagramı şekillendirilerek ardışık kontrolcü elde edilmiştir. Ayrıca hız döngülerinde kullanılan çift PI kontrolcülerinin performansını karşılaştırmak amacıyla aynı performans parametrelerine uygun olarak PID kontrolcü tasarlanmıştır. Elde edilen kontrolcüler birbirleri ile kıyaslanmış ve çift PI kontrolcünü üstün olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In recent days, in military and civilian life, the use of security systems is becoming widespread and the use of these devices is getting more and more important. However, the two-axis motion platforms that direct these devices must also be able to respond to the needs, and they need to be able to accurately position the systems they are carrying to, and keep them stable. While ensuring this task, both irregularities arising from their own internal dynamics, as well as disruptive effects that affect them in the environments they are bound to, need to be damped before reaching the electro-optical system they are carrying. In this thesis, the electro-optical system that produced by ASELSAN connected to a two axis motion platform has stabilized the line of view. In order to achieve this goal, a mathematical model has been developed in accordance with the controller inputs and outputs. When this model is developed, the system's frictional irregularity, actuator dynamics and the structure of the feedback elements are taken into account. In accordance with the mathematical modeling of the system, a block diagram was created in Matlab-Simulink program. Here, a double PI controller for the speed loop is designed to reduce the system's steady-state error to zero. In the last part, the system description is made on the real system, the bode diagram of the system is shaped and the sequential controller was obtained. And also, in order to compare the performance of the double PI controllers in the rate loops, the PID controller was designed according to the same performance requirements. The resulting controllers were compared with each other and conclusion was that the double PI control is better than the PID controller.