Bir fırlatma aracında itki etkisini azaltıcı yönde denetim sistemlerinin tasarlanması
Design of control systems for a launcher to reduce the thrust effect
Yazar: HAMZA KAMİŞLİ
Danışman: PROF. DR. METİN UYMAZ SALAMCİ ; DR. BÜLENT ÖZKAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Modern kara araçlarında kullanılan fırlatma araçları günümüzde büyük öneme sahiptir. Özellikle kara araçlarından fırlatılan füze ve roketlerin hedefe yönlendirilmesi ve sonuç olarak hedefi yüksek hassasiyetle vurması göz önüne alınması gereken problemlerdir. Füze ve roket gibi mühimmatların fırlatılmasında kullanılan iki serbestlik dereceli fırlatma araçlarının dinamik modellenmesi ve denetimi (kontrolü) önem arzeden alandır. Hareketli araçlar üzerine konumlandırıldığında; fırlatma araçlarının denetimleri mühimmat atımı sırasında oluşan itki etkisinin azaltılması ve kısa bir süre içerisinde yeni bir atışa hazırlanılması daha da önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, hedef hassasiyeti yüksek olan iki serbestlik dereceli elektromekanik eyletimli bir fırlatma aracının matematiksel modellenmesi ele alınmış ve itki etkisini azaltıcı yönde denetim sistemi tasarlanmıştır. Bu kapsamda sistemin hareket denklemleri elde edildikten sonra, itki etkisini azaltıcı yönde denetim sistemleri tasarımı gerçekleştirilmiştir. Belirlenen çerçevede hesaplanan tork ve oransal, tümlevsel ve türevsel (PID) denetim işlemi, hesaplanan tork ve kayan kipli denetim ve hesaplanan tork ve kayan kipli denetim için kaskat denetim şemaları oluşturulmuştur. Sonuç bölümünde denetçilerin performansları karşılaştırılmıştır. Bu kapsamda gerçekleştirilen bilgisayar benzetimlerinde MATLAB yazılımı ve SIMULINK modülü kullanılmıştır.

Abstract:
Nowadays, launcher used in land vehicles has great importance. Especially, orienting missiles and rockets which are fired from the land vehicles and finally hitting the intended targets with high accuracy are issues that should be taken into consideration. Dynamic modeling and control of the launchers utilized to fire munitions such as missiles and rockets become a significant field. When the launchers are allocated on the moving vehicles, their control, diminishing the thrust effect during the munition firing and preparing the system for a new shot within a short duration get more important. In this study, the mathematical modeling and control of a highly accurate two-degree-of-freedom electromechanically-actuated launcher control system has been designed in order to reduce the impact effect. In this context, after the system dynamic equations are derived, in order to reduce the thrust effect, design of control systems are carried out. Here, the control schemes are constructed as per the computed torque and proportional plus integral plus derivative (PID) control action, computed torque and sliding mode control, and cascaded control structure including computed torque and sliding mode control. The performance characteristics of these methods are compared in the conclusion chapter. In the relevant computer simulations, MATLAB software and SIMULINK module are utilized.