Design and application of a gyroscope based balancing system

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ÇAĞDAŞ BAY

Danışman: Taner Akkan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Tekneler içinde bulundukları hava ve su akışkanlarının rüzgâr ya da dalga girdilerine karşılık yuvarlanma, dönme, yalpalama gibi 6 serbestlik derecesinde kontrolsüz hareket ederler. Bu hareketler teknenin alabora olmasına sebep olabileceği gibi, teknede bulunanlar için de rahatsız edici bir duruma sebep olur. Hem seyir halindeyken hem durgun halde iken teknede bulunanlar deniz tutması olarak adlandırılan rahatsızlığı yaşarlar. Dış girdilere zıt yönlü olacak şekilde kontrol kuvveti ya da kontrol momenti uygulanarak bu hareketlerin önlenmesi ya da azaltılması sağlanabilir. Bu çalışmada gyro etkisi ile moment oluşturularak teknenin sağa-sola yatma (roll) hareketinin önlenmesi ile stabilizasyon sağlanması amaçlanmıştır. Sistemin modüler olması, tüm teknelerde ve stabilizasyon beklentisi olan tüm hareketli araçlarda kullanılabilir olması hedeflenmiştir. Bir tekne ve jiroskopik dengeleme sistemi modeli oluşturulmuş, modellenen mekanik parçalar (volan hariç) üç boyutlu yazıcı ile üretilmiştir. Volan, çelik malzemeden geleneksel talaşlı imalat metotları ile üretilmiştir. Sistemde bir mikro kontrolcü, bir 9 eksenli ivme, gyro ve manyetik alan sensörü, bir yüksek devirli fırçasız motor, bir fırçasız motor sürücüsü, bir servo motor ve güç kaynağı olarak pil kullanılmıştır. Mikro kontrolcü, üzerinde yüksek devirle dönen volanın konumlandırıldığı beşiğin açısını, tekne hareketlerini izleyen 9 eksenli ivme, gyro ve manyetik alan sensörünün verilerine göre servo motor ile kontrol eder. Teknenin hareketine zıt yönde moment oluşturmak için yüksek devirde dönen volanın açısı değiştirilir. Sensörden gelen hareket verilerine göre tekneyi dengede tutacak en uygun kontrol momentinin oluşturulması için PID kontrol metodu uygulanır.