Karayolu taşıtları için çok serbestlik dereceli sanal test düzeneği geliştirilmesi
Development of multi DOF virtual test rig for vehicles
Yazar: ABDULLAH ÇAKAN
Danışman: PROF. DR. FATİH MEHMET BOTSALI
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Araç dinamiği kontrolü = Vehicle dynamic control ; Optimizasyon teknikleri = Optimization techniques ; Sanal prototiplendirme = Virtual prototyping

Özet:
Günümüzde bilgisayar simülasyon teknolojilerinde ortaya çıkan gelişmeler sanal prototipleme tekniklerinin daha yoğun olarak kullanılmasına yol açmıştır. Sanal prototipleme, mühendislik tasarımı çalışmalarında hem zaman hem de maliyetler açısından önemli verimlilik artışı sağlamakta, aynı zamanda tasarım faaliyetlerinin etkinliğini önemli ölçüde iyileştirmektedir. 
Bu tez çalışmasında, karayolunda seyreden araçların dinamik davranışlarını inceleyebilmek amacıyla kullanılabilecek çok serbestlik dereceli bir sanal yol simülatörü geliştirilmesi ve geliştirilen sanal yol simülatörünün kullanılan araç modeline etki eden yer değiştirme, kuvvetler ve momenti sağlayabilmesi hedeflenmiştir. Sanal yol simülatörünün mekanik yapısına ait üç boyutlu katı modeli oluşturulmuş ve tasarlanan mekanizma uzuvlarına ait boyutlar Pattern Search (Hooke-Jeeves) Algoritması kullanılarak optimize edilmiş, aracın seyrettiği yol profilini ve araç tekerleklerine etki eden kuvvetleri simüle edecek yol simülatörü mekanizmasını tahrik eden hidrolik sistem ve kontrolünü yapacak otomatik kontrol mimarisi oluşturulmuştur. Kontrol sistemindeki servo valf karakteristiğini tanımlayan parametrelerin belirlenmesinde Arı Algoritması kullanılmıştır. Çok serbestlik dereceli sanal test düzeneğinin benzentim çalışmaları endüstride yaygın olarak kullanılan PID kontrolcüler ile çok kütleli dinamik analiz platformu ADAMS ve MATLAB yazılımlarının eşzamanlı koşturulduğu eş-simülasyon şeklinde yapılmıştır. 
Geliştirilen yol simülatörünün doğrulanması amacıyla kontrol sistemine uygulanan referans giriş değeri ile çıkışın gerçekleşen değeri mukayese edilmiştir.

Abstract:
Today, the developments in computer simulation technologies have promoted the use of virtual prototyping techniques more intensively. Virtual prototyping provides a significant increase in efficiency in terms of both time and costs in engineering design studies, while at the same time significantly improving the effectiveness of design activities.
This thesis aims developing a multi-DOF virtual road simulator that can be used simulate the dynamic characteristics of vehicles navigating on a road and that the developed virtual road simulator can provide desired displacement, forces and moment values to the vehicle tires. A three-dimensional solid model of the mechanical structure of the virtual road simulator was created and the dimensions of the members of designed mechanism were optimized by using the Hooke-Jeeves (Pattern Search) Algorithm. The hydraulic control system that drives the road simulator mechanism and related automatic control architecture is developed to simulate the road profile and forces acting on the vehicle tire while traveling. The Bees Algorithm is used to determine the characteristic parameters of the servo valves. PID controllers (which are widely used in the industry) are designed and used in simulation of the multi-DOF virtual vehicle test rig. Road simulations are conducted as co-simulations by using multi-body dynamic analysis platform ADAMS and MATLAB softwares.
The reference input values applied to the control system and the actual output values were compared to validate the developed road simulator.