Uzaysal hareket eden taşıtların stewart platform mekanizması ile tek noktadan kuvvet geri beslemeli kontrolü

Abstract

Bu çalışmada uzaysal, altı eksenli, hareket yapabilen bir 3x3 Stewart Platformunun kinematik denklemleri çıkarılmış, bu denklemler Newton-Raphson ve yapay sinir ağları kullanılarak Matlab ve Visual Basic programları kullanılarak çözülmüştür. Ayrıca çözümler deneysel sisteme de uygulanmış, sonuçlar incelenmiştir.Stewart platformunun kinematiğinin yanı sıra, bu çalışmada, mekanizmanın dinamiği, bağ-grafik modelleme yöntemi ve Matlab-Simmechanics kullanılarak modellenmiş, oluşturulan modellerin doğruluğu deneysel sistem ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca sistemin bağ-grafik modelinden elde edilen durum uzayı denklemlerinden faydalanılarak modellenen sistemin kararlılığı incelenmiştir.Modellenen sisteme ve deneysel sisteme PD, bulanık mantık PD, kazanç ayarlamalı bulanık mantık PD konum kontrolü uygulanmış, kuvvet sensörü de kullanılarak bu denetleyiciler üzerinden konum kontrolü tabanlı katılık ve empedans kuvvet kontrolü uygulanmıştır. Kuvvet ve moment hataları göz önüne alınarak çalışan kuvvet tabanlı doğrudan (explicit) kuvvet kontrolü deneysel sisteme uygulanan kuvvet kontrol yaklaşımlarından birisidir.Çalışmanın amacı doğrultusunda, uzaysal hareket edebilen 4 rotorlu hava aracının ("quadrotor"), Newton- euler yöntemi kullanılarak matematik modeli oluşturulmuş, oluşturulan model matlab programı ile simüle edilmiş ve PID tabanlı kontrol yöntemi kullanılarak kontrolü kontrol katsayılarının optimizasyonu ile beraber gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan model Visual basic programına aktarılmış ve "3d developer studio" kütüphanesi kullanılarak görsel kullanıcı arayüzü inşa edilmiştir.Oluşturulan arayüz ile, deneysel kuvvet geribeslemeli stewart platform mekanizmasının arayüzünün eşzamanlı çalışması sağlanmış, bu yöntemle kullanıcının sanal olarak oluşturulan "Quadrotor" hava aracını stewart platform mekanizması ile kumanda etmesi sağlanmıştır. "Quadrotor" arayüzünde iki farklı senaryo oluşturularak, çeşitli koşullarda kontrol ve kumanda performansları karşılaştırılmıştır.