Elektromanyetik mikrorobotun görüntü geri beslemeli kontrolü
Visual feedback control of electromagnetic microrobot
Yazar: MERT ŞENER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AYSUN BALTACI
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Geleneksel cerrahi yöntemlerin yetersiz kalmasından dolayı robotik teknolojisinin medikal alanlarda kullanımı artmıştır. Cerrahi operasyonları gerçekleştirmek için büyük kesikler açmak hastaya büyük zararlar vermektedir. Bunun yerine santimetre altındaki deliklerden girerek işlemler yapmak hastaya verilen zararları en aza indirmektedir. Bunun için robot kol mekanizmaları ve mikrorobot sistemleri kullanılmaktadır. Robot kol tasarımlarının yeteri kadar esnek yapıda olmamasından dolayı hasarlar oluşmaktadır. Mikrorobotlarla cerrahi operasyonlar ise çok daha küçük deliklerden vücut içine girerek vücut boşluklarında veya doğal kanallarda istenilen konuma ulaştırılması büyük avantajlar sağlamaktadır. Bu sayede hasta operasyonun yan etkilerinden dolayı oluşan hasarlardan etkilenmemektedir. 
Bu tezde, medikal alanda kullanılan aktüatör türlerinden biri olan düzlemsel elektromanyetik aktüatörden bahsedilmektedir. Manyetik alanın etkisiyle hareket sağlanan mikrorobotun konum kontrolü yapılmıştır. Elektromanyetik sistemin matematiksel modeli oluşturulmuştur. Manyetik alanın çalışma uzayında uniform olmamasından ve medikal alanlarda kullanılması için hassas konumlandırmanın yapılabilmesi gerektiğinden açık çevrim kullanımın uygun olmadığı açıktır. Kapalı çevrim kontrolde ise geri besleme katsayısını belirlemek için optimal kontrolcü olarak Lineer Kuadratik Regülatör seçilmiştir. Kontrolcü tasarımında hız ve efor fonksiyonları ayarlanarak kapalı çevrimde kullanılmak üzere geri besleme kazanç değeri belirlenmektedir. Görüntü geri besleme sisteminden elde edilen konum bilgilerine göre optimal kontrolcüden gerekli olan akım değerleri belirlenmiştir.

Abstract:
Being insufficient of conventional surgery technics, robotic technology applications increase in medical scope. A surgical cut to operate surgical operations, strongly harm to patients. Instead of this cut, subcentimeters hole can created and perform surgery in this hole, make less harmful for patients. For this method, robot arm mechanism and microrobot systems can be used. Robot arm mechanism also can be harmfull by the reason of has not enough flexibilty inside the body. Microrobots can be moved inside the body cavitiy and natural canals. By this mean, patient does not experience side	effect of operations.
In this thesis, planar electromangetic actuator is explained. Microrobot's position control is made with magnetic field. Mathematical model of electromagnetic field is created. Open loop control does not suitable for this system, because of non-uniform magnetic field inside the workspace and this system will use in medical scope. Linear Quadratic Regulator (LQR) was chosen to  determine close loop feedback gain. Position datas can be taken from image processing system and optimal controller is determined currents value for all electromagnet.