Stabi̇li̇ze kamera platformlarının di̇nami̇k modellenmesi̇, kontrol si̇stemi̇ tasarımı ve opti̇mi̇zasyonu
Yükleniyor...
Tarih
2020
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Stabilize platformlar taşıdıkları sistemleri üzerlerinde bulundukları platformun hareketinden bağımsız olarak istenilen vektöre doğrultmak için kullanılırlar. Bu tez kapsamında, kamera taşıyan iki serbestlik dereceli bir kardan sisteminin modellenmesi, kontrol sistemi tasarımı ve optimizasyonu ele alınmıştır. Sistemin öncelikle dinamik modeli matematiksel olarak tanımlanmış, ardından sistem tanımlama metodolojisi ile sistem parametreleri tespit edilmiştir. Ardından, model esaslı kontrol sistemleri olan, doğrusal kontrolcülere örnek olarak bir PID temelli kontrol sistemi ve doğrusal olmayan kontrol sistemlerine örnek olarak da kayan kipli kontrol sistemi tasarlanmıştır. Tasarım esnasında, performans ve gürbüzlük başarımlarını artıracak teknikler, literatür araştırması ile elde edilmiş ve tasarıma uygulanmıştır. Ardından, tasarlanan sistemin parametrelerini optimize etmek için genetik algoritma ile optimizasyon altyapısı hazırlanmış, ceza fonksiyonu tanımlanmıştır. Tasarlanan kontrol sistemleri ve optimize edilmiş halleri örnek senaryo ve bozucu giriş altında gerek benzetim ortamında gerek deneysel veriler ile analiz edilmiş ve sonuçlar – başarım metrikleri gösterilmiştir.
Stabilized systems are used to direct the payload to the desired direction regardless of the motion of the platform which they are put on. In the scope of this thesis, a gimbal system with two degrees of freedom is studied. First, the dynamic model of the system is derived as a mathematical model. Then, using system identification procedure, the parameters of the model are identified. After the identification, model based control systems, namely, PID for a linear controller and sliding mode controller for a nonlinear controller, are designed. During the derivation of the controllers, novel methods derived from the literature survey are implemented that cause the systems robustness and overall performance to increase. To select the best controller gains, genetic algorithm based optimization technique is selected and prepared to tune the parameters of the controllers. The cost function is designed to satisfy the requirements and constraints. Finally, the controllers are tested both on simulation and on experimental setup and under the disturbance effects. Finally their performance metrics and results are analyzed and reported.
Stabilized systems are used to direct the payload to the desired direction regardless of the motion of the platform which they are put on. In the scope of this thesis, a gimbal system with two degrees of freedom is studied. First, the dynamic model of the system is derived as a mathematical model. Then, using system identification procedure, the parameters of the model are identified. After the identification, model based control systems, namely, PID for a linear controller and sliding mode controller for a nonlinear controller, are designed. During the derivation of the controllers, novel methods derived from the literature survey are implemented that cause the systems robustness and overall performance to increase. To select the best controller gains, genetic algorithm based optimization technique is selected and prepared to tune the parameters of the controllers. The cost function is designed to satisfy the requirements and constraints. Finally, the controllers are tested both on simulation and on experimental setup and under the disturbance effects. Finally their performance metrics and results are analyzed and reported.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
genetik algoritma, kayan kipli kontrol, kontrol sistemi, control systems, genetic algorithms, nonlinear control, optimizastion
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Korkmaz, M. T. (2020). Stabilize Kamera Platformlarının Dinamik Modellenmesi̇, Kontrol Sistemi Tasarımı ve Optimizasyonu. (Yüksek Lisans Tezi). Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
