Design and control of balancing robot
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2012
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: OZAN ENGİNOĞLU
Danışman: TOLGA SÜRGEVİL
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez iki tekerlekli bir robotu açı geribeslemesi kullanarak dengede tutma problemi üzerine yoğunlaşmıştır. Sarkaç açısının hesaplanması için ivme ölçer ve ciroskop sensörleri kullanılmıştır. Bu sensörlerden gelen veriler, titreşim sonucu oluşan paraziti yok etmek için Kalman filtresi kullanılarak işlenmiş ve temiz, parazitsiz bir sinyal elde edilmiştir. PID kontrolörü, robotu dengede tutmak için, filtre edilmiş açı geribeslemesi üzerinde kullanılmıştır.Robot'un hesaplamaları ve kontrolü, motorları sürmek için sensör sinyallerini işleyen ve lojik sinyalleri üreten bir mikrodenetleyici kullanılarak gerçekleştirilmiştir.Prototip olarak kullanılan tasarım Solidworks'de hazırlanmıştır. Bütün parçalar üç boyutlu olarak çizilmiş ve simulasyonlarda kullanılan sarkaç ve tekerlerin kütle ve atalet momentleri gibi parametrelerinin elde edilebilmesi için bu parçalara malzeme ataması yapılmıştır.Sistemde kullanılacak olan PID kontrolör parametrelerini tespit edebilmek için, bütün kapalı-çevrim sistemin blok diyagramının hazırlanmasında Simulink kullanılmıştır. Bu amaçla sistemin matematiksel eşitlikleri çıkartılmış ve bu eşitlikler Simulink'de denge robotu sistem bloğu olarak uygulanmıştır. Ayrıca PID kontrolör, PWM pulse oluşturucusu ve Kalman filtresi blokları da gerçek sisteme mümkün olduğunca yakın bir platform oluşturmak için simulasyona eklenmiştir. Simulasyon modeli hazırlandıktan sonra, Simulink'deki tasarım optimizasyon aracı kullanılarak denge robotu'nun kontrolü için uygun çözümü veren PID parametreleri bulunmuştur.Son olarak, elde edilen PID parametreleri tasarlanan prototip'de denenmiş ve robot'un sarkaç açısı simulasyon sonuçları ile karşılaştırılması için kayıt edilmiştir.