Mekatronik Mühendisliği Bölümü Tezleri

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12416/3430

Browse

Now showing 1 - 12 of 12

Design and implementation of control algorithms for stabilization of rotary inverted pendulum
(2019) Şen, Fatma Nur; Mekatronik Mühendisliği
Rotary Inverted Pendulum is a popular test-bed in control theory applications as it has a nonlinear characteristics and unstable structure. To drive the pendulum to upright position and holding the stick of the pendulum stabilized in that condition is one of the important benchmark problems in control theory. Generally, the control structure of this system consists of two modes. The first mode is known as the swing up mode where the pendulum is brought into nearly upright position from a stand still downward orientation. The second control mode is called as hold mode and it switches the swing up mode when the pendulum is in an epsilon neighborhood of the upright position and its aim is to stabilize the pendulum and keeping it motionless at this condition. The intention in this thesis is developing hold mode control structures integrating the State Feedback Control, Routh Hurwitz method and Genetic Algorithms. Keywords: Rotary Inverted Pendulum, Genetic Algorithm, State Feedback, Routh Hurwitz, Multi Criteria Optimization.
Citation - WoS: 17
Citation - Scopus: 16
Influence of welding on microstructure and strength of rail steel
(Elsevier Sci Ltd, 2020) Sarikavak, Yasin; Çoğun, Can; Turkbas, Osman Selim; Cogun, Can; 3837; Mekatronik Mühendisliği
In this study, metallurgical and mechanical aspects of cold flash butt welded rail joints were investigated. The relationship between the material characteristics and the distance to the fusion line were evaluated. Significant changes observed in grain size as it ranges 2-8 according to ASTM E 112. Hardness tests conducted and the average results of the rail head, web, and foot were recorded. According to the results, three different zones were identified including the fusion line, recrystallization zone, and transition areas. Tensile properties and strength characteristics have been investigated for the specified zones separately. Obtained experimental values were used as input parameters for the developed finite element model (FEM) to calculate stress distribution. The welded rail was subjected to realistic wheel load and stress distributions in weld were evaluated. The developed model has also been validated by comparing the theoretically obtained stress values with the experimental ones under various loading conditions. (C) 2020 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Speed control of BLDC motor based on multicriteria optimizationwith genetic algorithm
(2020) Sezik, Nurullah
Bu tezde, Fırçasız DC (BLDC) motorun hızı, iki farklı kontrol yapısı geliştirilerek, Genetik Algoritma kullanılarak kontrol edilmiştir. Hız kontrol uygulaması, her kriterin kontrollü kapalı döngü sisteminin zaman alanı performans kriterleri olarak alındığı çok kriterli bir optimizasyon problemi olarak yönetilir. Bu kapsamda temel hedefler referans hız sinyalini yükselme zamanı ve çökme süresi kriterleri yardımıyla mümkün olduğunca çabuk yakalamak, kararlı durum hata değerini en aza indirgemek, mümkün olan en az aşımı sürdürmek ve bir aşınma gözlemlememek olarak belirlenmiştir. Bu amaçla Genetik Algoritma (GA) yöntemi, orantılı-integral (PI) denetleyici parametrelerini ayarlamak ve Bulanık Mantık Denetleyicisinin (FLC) normalleştirme faktörleri için en uygun giriş ve çıkış parametrelerini seçmek için kullanılır. Tüm bu optimizasyon işlemleri BLDC Motor Modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Modelling, analysis and comparison of hydraulic drive configurations for the front wheels of an all wheel drive motor grader
(2020) Akpınarlı, Ufuk
Bu çalışmanın konusu, arka tekerlekleri dizel motorla sürülen bir motor greyder aracının ön tekerleklerine tahrik kazandıracak hidrostatik sürüş sistemidir. Tüm Tekerleklerden Çekiş olarak anılan bu sistem aracın çekiş kuvvetinin ve çalışma verimliliğinin artmasını sağlamaktadır. Çalışmada, sistem için gerekli olan hidrolik komponentler (birimler) karakterize edilmiş ve hidrostatik sistemin hesaplamalarına ve hidrolik devre şemasına yer verilmiştir. Hidrostatik sistem Matlab/Simscape ortamında modellenerek çıktılar teorik hesaplamalarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca motor greyder aracının ve hidrostatik sürüş sisteminin matematiksel modeli Matlab/Simulink ortamında oluşturulmuştur. Tork kontrolüne dayanan kontrolcü tasarımında ileri beslemeli kontrol ve geri besleme linearizasyonu (doğrusallaştırma yöntemi) kullanılmıştır. Motor greyder aracı üzerinde uygulanan sistemin test sonuçları simülasyonlar (benzetimler) ile karşılaştırılarak hidrostatik sürüş sistemi doğrulanmıştır.
Design and implementation of VSLAM navigation system
(2021) Bekcan, Arda
Bir mobil robotun en büyük sorunlarından biri olan görsel eşzamanlı konumlama ve haritalama sistemi (VSLAM) ile yeniden tespit edilen nesnelerin ve döngü kapanışlarının konumunu tahmin etmek çok önemlidir. Sensör ölçümlerindeki gürültü ve mobil robotun doğrusal olmayan hareketi, robot duruşunun belirlenmesini zorlaştırmakta ve düşük kaliteli haritaya neden olmaktadır. VSLAM, bu uygulamaların hatalarını ortadan kaldırmayı ve / veya azaltmayı ve önceden tespit edilen ortamı kullanarak robotun yönünü ve konumunu iyileştirmeyi mümkün kılar. Bu tezin amacı, bilinmeyen bir ortamda VSLAM algoritması kullanarak bir kara taşıtının otonom navigasyonunu sağlamaktır. Bu bağlamda, monoküler kameralı diferansiyel sürüşlü bir mobil robot tasarlanmış ve robotun keşfetmesi için deneysel bir platform oluşturulmuştur. Teorik bilgilere göre bir VSLAM algoritması uygulanmış ve görsel odometri ile döngü kapama işlemi performansı kıyaslanmıştır. Deneyler sonucunda biriken kayma hatalarının azaltılmasında döngü kapatmanın büyük rolü olduğu tespit edilmiştir.
Numerical design of UAV with coanda effect
(2022) Telli, İrem
Son zamanlarda teknolojinin gelişmesi ile birlikte havacılık uygulamalarında farklı hava araçlarına ihtiyaç duyulmaktadır. İşlevsellik bakımından İnsansız Hava Aracı (İHA) modelleri gelişmektedir. Motor verimliliği açısından, tek motorlu dikey iniş kalkış (VTOL) yapabilen İHA'lar savunma sektöründe sıklıkla kullanılmaktadır. İHA'ların uçuş performansının arttırılması üzerine çok sayıda araştırma yapılmıştır. Coanda etkisi temellerini Henry Coanda'nın atmış olduğu bir akış fenomenidir. İHA modelleri üzerinde Coanda hava yüzeyi kullanılması kaldırma kuvvetini büyük ölçüde arttırmaktadır. Bu tezde, dikey iniş kalkış (VTOL) yapabilen İHA'lara uçuş avantajı sağlaması için Coanda etkisi yaratacak yüzey parametrelerinin oluşturulması ve bu parametrelerin numerik olarak simüle edilmesi amaçlanmıştır. Havacılık ve İHA tarihleri araştırılarak, VTOL hareket edebilen ve Coanda etkisi kullanılan İHA tasarımları incelenmiştir. Coanda etkisi incelenmiş, yapısal tasarım aşamaları anlatılmıştır. Model üzerinde Coanda etkisinin aktif olabileceği yüzeyi oluşturmak için parametreler belirlenmiş ve buna uygun olarak mekanik modeli çizilmiştir. Kavisli yüzeyi oluşturan radyus değişkenleri V1 parametreleri olarak belirlenmiştir. Akışın kavisli yüzeyden sonra yönünü belirleyen yay uzunluğu değişkenleri ise V2 parametreleri olarak belirlenmiştir. Türbülans modellemesi ve sınır koşullarından bahsedilmiştir. Aerodinamik performansı etkileyen terimler açıklanmıştır. Bu değerlerin performansı arttırmasına yönelik simülasyonlar oluşturulmuştur. Numerik metod kısmında, sonlu hacim yöntemi kullanılarak parametrelerin aerodinamik performansa etkilerini incelemek için Navier-Stokes denklemleri çözdürülmüştür. Numerik sonuçların deneyselliğini kontrol etmek için Bernoulli denklemi ile karşılaştırılmıştır. Diğer doğrulama yöntemi olarak, literatürde bulunan yüzeyden akışın ayrılma açısını öngören ampirik denklem kullanılmıştır. Coanda etkisi oluşturan eğrilik yarıçapı ve yay uzunluğu parametreleri analizlere göre kıyaslanmış, optimum yüzey parametrelerine karar verilmiştir. Anahtar Kelimeler: İHA, Coanda Etkisi, Coanda Etkili İHA, VTOL, Aerodinamik
The design, manufacture and preliminary tests of a linear car system for robotic applications
(2022) Şenol Gözütok, Demet
Bu tezde robotların üzerinde hareket etmesini sağlayan lineer araba ve lineer ray sistemlerinin tasarım, üretim ve test süreçleri sunulmuştur Lineer araba, robotik sisteme monte edilen plaka üzerindeki yükü taşımak için silindir parçalardan oluşmaktadır. Sonlu elemanlar modellemesi, analizi ve sistem bileşenlerinin tasarım ve seçim prosedürlerine değinilmiştir. Lineer rayın yüksüz ve yüklü olarak yanal ve dikeyde salgı ve sehim koşulları sunulmuştur. Üretim süreçleri, malzeme seçimleri ve montaj prosedürleri verilmiştir. İlk test sonuçları, lineer araba ve lineer ray sistemlerinin robotların hareketlerinde başarılı bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir
Design, construction and implementation of an automated assembly machine to produce the furniture rails
(2022) Gedik, Muhammed Ali
Bu tez kapsamında Samet A.Ş. firmasının bir ürünü olan ve Slidea marka gizli rayın bir parçası olan kafes ürününün montaj makinasının tasarımı, üretimi ve denemeleri yapılmıştır. Montaj makinası ilk denemeler sonrasında üretim hattına eklenmiştir. Montaj makinasında kullanılan maça sistemleri, transfer mekanizması tablasının ve tahrik lamasının kalınlığı , piston bağlantı sistemi ve diğer malzeme özellikleri sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analiz edilmiş ve belirlenmiştir. Makinanın Vibratör Besleme Üniteleri, tasarımı yapılan parçaların üretimi ve makinanın çalışmasında kullanılan yazılım firma bünyesinde gerçekleştirilmiştir. Üretim hattında denemeleri yapılan montaj makinası halen 80 ürün/dak hızında başarı ile üretim hattında çalışmaktadır. Anahtar Kelimeler: Gizli ray kafesi, montaj makinası, sonlu elemanlar analizi, tasarım, üretim, uygulama
Modelling and controller design for a blade operation of a motor grader
(2022) Özkan Öztürk, Ekin Cansu
Bu çalışmanın konusu bir motor greyder aracının bıçak mekanizmasının otomatik yükseklik kontrolünü sağlayacak sistemin oluşturulmasıdır. Otomatik yükseklik kontrolü ile hem çalışma hassasiyeti hem de çalışma verimliliğinin artırılması amaçlanmaktadır. Bıçağın yerden yüksekliği kesici kenarının sağ ve sol ucu referans alınarak belirlenmiştir. Bıçağın yukarı aşağı hareketini sağ ve sol olmak üzere iki hidrolik silindir sağlamaktadır. Hidrolik silindirlerin pozisyonu ile bıçağın kesici uçları arasındaki ilişki polinomial yüzey dönüşümü metodu kullanılarak belirlenmiştir. Hidrolik sistemin davranışı gerçek makine üzerinde alınan test kayıtları ile incelenmiş ve sistem tanılama yöntemi kullanılarak transfer fonksiyonlar elde edilmiştir. Hidrolik pompa tarafından oluşturulan akışın (belirli bir RPM değerinde) elektro-hidrolik valflerden geçme süresi ve miktarının hidrolik silindirlerin hızına etkisi incelenmiştir. Silindir hareketleri için oluşturulan Simulink modelinde ileri ve geri beslemeli kontrol yöntemleri kullanılmıştır. Simulasyon çıktıları ve gerçek test kayıtları incelenmiştir. polinomial yüzey dönüşümü metodu ile elde edilen fonksiyonlar kullanılarak girilen bir yükseklik değerine karşılık sağ ve sol uçların üç eksendeki konumları hesaplanmıştır. Simülasyon ortamında arazi tasarlanmış ve farklı yükseklik değerinde modelin davranışı gözlemlenmiştir. Devam eden çalışmalarda incelenmek üzere farklı RPM değerleri için silindir hız katsayıları elde edilmiş ve yoldan gelmesi muhtemel disturbanslar için aracın dinamik modeli incelenmiştir ve bıçağın uç noktalarına etkisi gözlemlenmiştir.
Güneş Enerji Santralleri için Ems'de Kontrol Gecikmelerinin Azaltılması: Kapalı Döngü Performansının İyileştirilmesi
(2024) Türk, Ömer Faruk; Beldek, Ulaş
Bu çalışmanın içeriği haberleşme ve kontrol gecikmelerinin güneş enerjisi santrallerinde oluşturduğu kontrol kayıplıklarını ve zorluklarını hem simülasyon hemde gerçek saha ortamında inceleyerek özellikle Enerji Yönetim Sistemleri (EMS) ve kapalı döngü kontrol sistemlerine odaklanmaktadır. Veri iletimi ve iletilen verileri algoritmalardaki zaman kayıplarından dolayı kontrol gecikmeleri, güneş enerjisi sistemlerinin performansını etkileyebilir. Bu etkileri azaltmak ve çözümler sunmak amacıyla, araştırmada MATLAB simülasyonları ve saha uygulamaları aracılığıyla Oransal-İntegral (PI) kontrol algoritması uygulanarak ve geliştirilerek test edilmiştir. Bulgular, optimize edilmiş kontrol parametrelerinin gecikmelerin etkisini azalttığını ve bunun sonucunda sistem tepkilerinin ve kararlılığının arttığını, yanıt sürelerinin hızlandığını ve enerji üretiminde verimliliğin yükseldiğini göstermektedir. Gerçek dünya uygulamaları, simülasyon sonuçlarını doğrulayarak önerilen yöntemlerin faydalı etkilerini teyit etmektedir. Bu çalışma, güneş santrali performansını artırmakla beraber, diğer yenilenebilir enerji sistemlerinde de gecikme azaltma stratejileri için bir çerçeve ve uygulama yöntemi sunmaktadır. Sonuç olarak, bu araştırma, güneş enerjisi santrallerinde kontrol gecikmelerini en aza indirmek için pratik çözümler sunmakta ve sistem güvenilirliği ile enerji verimliliğini iyileştirmektedir.
Durum ve İstikamet Referans Sisteminin Tasarımı ve Test Edilmesi
(2024) Altaş, İbrahim Ahmet; Ergezer, Halit
İnsansız Hava Araçları (İHA), günlük yaşantımızda yaygın hale gelmiş ve sayısız uygulamada kullanılan temel araçlar haline gelmiştir. İHA'lar gözetim, haritalama, kargo taşıma, güvenlik, tarım ve birçok başka alanda kullanılmaktadır. Konum tahmini İHA 'ların sistem döngüsündeki kritik bir aşamadır ve aracın üç boyutlu uzaydaki oryantasyonunu belirleme yeteneği sağlar. İHA konum tahmininin, sensör doğasından kaynaklanan zorlukları, sensör kısıtlamaları, çevresel faktörler ve hesaplamalı sınırlamalar da dahil olmak üzere ele alınmaktadır. Bu çalışma, İHA 'lar üzerinde hassas konum tahmini için kullanılan çeşitli teknikleri ve yöntemleri sunmaktadır. Ayrıca, sensör füzyonunun prensiplerine odaklanmış ve ivmelerölçer, jiroskop ve manyetometre gibi çeşitli sensörlerden gelen verilerin entegrasyonunu ve elde edilen sonuçların doğrulanması üzerine çalışılmıştır. Bu çalışma aynı zamanda konum tahmininin doğruluğunu artırmada kalibrasyon prosedürlerinin rolünü ele alır. Bu çalışmada, bir döner kanat insansız hava aracı modeli üzerine eklenen sensör modelleri üzerinden elde edilen veriler kullanılarak durum tahmini için bir füzyon algoritması tasarlanmıştır. Simülasyon ortamında tasarlanan sistemi uygulamak için gerçek sensörlerin kullanıldığı bir baskı devre kartı tasarlanmıştır. Bu kartı test etmek için kullanılacak bir İHA tasarlanmıştır ve İHA üzerinde kontrollü test çalışmaları yapabilemek için üç eksenli doğrulama platformunun çalışmaları tamamlamıştır.
Düşük Maliyetli Sensörler Kullanan Uyarlanabilir Tamamlayıcı Filtreye Dayalı Ahrs Tasarımı ve Uygulaması
(2024) Büyükbezirci, Sena; Ergezer, Halit
Durum ve İstikamet Referans Sistemleri (AHRS), havacılık sektöründe, insansız hava araçları ve robot uygulamalarında genellikle kullanılmaktadır. Bu tür bir ölçüm sisteminin temel ihtiyaçları hafif, kompakt, enerji açısından verimli ve kurulumunun kolay olmasıdır. Mikro-elektromekanik sistem (MEMS) teknolojisini kullanan uygun fiyatlı mikro atalet sensörlerinin artması nedeniyle, artık küçük ve ucuz tutum ölçüm sistemleri geliştirmek mümkün hale geldi. 'Tutum' terimi, bir aracın uzaydaki konumunu ifade eder. Durum ve İstikamet Referans Sistemleri (AHRS), bir aracın yönelimini belirlemek için kullanılan araçlardır. AHRS, jiroskop, ivmeölçer ve manyetometre gibi sıkça kullanılan sensörler kullanılarak oluşturulur. Bir AHRS genellikle üç eksende ivmeölçerler, jiroskoplar ve manyetometreler dahil olmak üzere yuvarlanma, eğim, sapma ve yönü ölçen sensörlerden oluşur. Allan Variance uygulamaları ve tamamlayıcı filtreleme gibi sensör birleştirme algoritmaları, tutum bilgilerini doğru bir şekilde tahmin etmek için AHRS'li sistemlerde kullanılabilir. Jiroskop, ivmeölçer ve manyetometre sensör verileri tamamlayıcı filtre ile birleştirildiğinde yuvarlanma, eğim, sapma ve yön bilgileri elde edilir. Sensör birleştirme algoritması, bir sensörün avantajını elde etmek ve diğer sensörün sınırlamalarını telafi etmek için her sensörün farklı güçlerinden yararlanacaktır.Tamamlayıcı filtrenin arkasındaki temel fikir, güvenilir sensöre daha fazla önem vererek önceliklendirmektir. Allan Varyansı, farklı stokastik süreçleri ve katsayılarını tanımlamak ve karakterize etmek için basit ve etkili bir yöntemdir. Allan sapmasının karakteristik eğrisi, sensör çıktısı üzerinde basit işlemlerle elde edilecek ve bu, verilerdeki hata türlerini ve büyüklüklerini belirlemek için kullanılacaktır. Allan varyansı, zaman alanındaki bir veri dizisini analiz etme yöntemidir ve ayrıca bir sistemdeki içsel gürültüyü ortalama zamanın bir fonksiyonu olarak belirlemek için de kullanılabilir. AHRS'nin birincil amacı, birden fazla sensörden gelen bilgileri entegre ederek ve işleyerek bir nesnenin yönelimi ve yönü hakkında doğru, gerçek zamanlı veriler sunmaktır. Bu yetenek, havacılık, denizcilik ve robotik gibi çeşitli alanlarda navigasyon, stabilizasyon ve kontrol için hayati öneme sahiptir.

Browse

Browsing Mekatronik Mühendisliği Bölümü Tezleri by Issue Date