13 results
Search Results
Now showing 1 - 10 of 13
Doctoral Thesis İnsansız Hava Aracı ve Fırlatma Kamyonunundaki Fırlatma Sisteminin Birlikte Çalışmasının Geliştirilmesi(2018) Aboharba, Salah Elhadı Khalıfa; Arıkan, Kutluk Bilge; Turan, MehmetBu tez, insansız hava aracının (İHA) paket dağıtma amacıyla farklı bir şekilde kullanımını incelemektedir. İHA'nın paketleri doğrudan ana depodan alarak dağıtmasını zorlaştıran kısıtlı batarya kapasitesi ve sınırlı uçuş süresi problemleri göz önünde bulundurularak, İHA ve dağıtım kamyonu işbirliği yapan bir sistem önerilmektedir. Bu çalışma, paketleri de taşıyan bir kamyon ve bu kamyonu üs olarak kullanan İHA'nın dağıtım güzergâhı optimizasyonuna odaklanmıştır. Öncelikle, güç tüketimi ve tam sayılı doğrusal programlama modelleri geliştirilmiş ve ardından paketlerin teslim edileceği müşterileri gruplara ayırmak ve kamyon için en uygun bekleme konumunu hesaplamak üzere K-ortalama algoritmasından faydalanılmıştır. Her bir müşteri kümesi içerisinde İHA'nın izleyeceği rota ise karınca kolonisi optimizasyon algoritması ve en yakın komşuluk algoritması ile hesaplanmıştır. Teslimat kamyonu için en uygun konumun hesaplanması, kat edilen mesafenin minimize edilmesi, güç sarfiyatını dikkate alarak teslimat süresinin minimize edilmesi için kullanılan tüm algoritmalar MATLAB ortamında uygulanmıştır. İHA-kamyon iş birlikteliğine sahip bu sistem ile tek başına kamyonun dağıtım amaçlı kullanımı karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, önerilen sistem ile dağıtımın daha kısa sürede tamamlandığını sunmaktadır. Aynı zamanda İHA'nın sınırlı uçuş süresi sorununun işbirlikçi sistem kullanılarak giderildiği de gösterilmektedir. Bunlara ek olarak, müşteri taleplerinin eşit olmadığı durumlarda, İHA'nın güç tüketimini en aza indirecek rotayı hesaplamak adına, en yüksek talep ve en kısa mesafe isteklerini oranlayarak kullanan bir yöntem de geliştirilmiştir. Bu yöntemde de karınca kolonisi optimizasyonu ve en yakın komşuluk algoritması uygulanmış olup sonuçlar en yakın komşuluk algoritmasının daha etkili olduğunu göstermektedir.Doctoral Thesis Merkezi Örüntü Üreteçlerin Optimizasyonu(2018) Elborı, Alftah; Turan, Mehmet; Arıkan, Kutluk BilgeGünümüzde insanlar gibi dinamik ve sağlam hareket edebilen insan robotunu bulmak en zor görevlerden biridir. İki ayaklı hareketi araştıran birçok araştırma olmasına rağmen, günümüzde insan yetenekleri olan robot bulunmamaktadır. Bu tezde robotlarda iki ayaklı hareket için Merkezi Örüntü Üreteçlerin (CPG) optimizasyonu ile ilgili olarak, üç matematiksel yapı tartışılmıştır. Ayrıca, bu tezde iki serbestlik dereceli bir bacakta ritmik hareket elde etmek için CPG'lerin, bağlantısız, tek yönlü veya çift yönlü bağlantılı gibi farklı şekillerde eşleşmeleri incelenmiştir. CPG'lerin üç matematiksel yapısı için de kararlılık analizi yapılmıştır. Bu tezde ele alınan farklı yapılardaki farklı eşleştirmeler arasından üçüncü yapıda çift yönlü eşleştirme en iyi sonucu vermiştir. Yapılardaki parametreler kararlılık bölgesinden seçildiği zaman, herhangi bir duyusal geribildirim olmaksızın önemli sonuçların elde edildiği gözlemlenmiştir.Master Thesis Uzaktan Kumandalı Dört Rotorlu Bir Platformun Hedef Takip Edebilen Uçan Bir Robota Dönüştürülmesi(2013) Tansu, Fırat; Arıkan, Kutluk Bilge; İrfanoğlu, BülentBu çalışmada uzaktan kumandalı Draganfly Vi Ti Pro model dört rotorlu platformun, hedef takip edebilen bir robota dönüştürülmesi amaçlanmaktadır. Dört rotorlu insansız hava aracının (İHA), yönelim ve yükseklik dinamikleri ve hedef takibi için denetleyici tasarımı konularını incelemektedir. Bu araştırmanın temel amacı yönelim ve yükseklik dinamikleri için normalize edilmiş bir doğrusal kuadratik regülatör (DKR) tasarlamak ve hedef takibini PID deneticisi ile sağlamaktır. Kontrolcü tasarımına başlamadan önce, matematiksel model Euler-Lagrange yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Simülasyonlar ve gerçek zamanlı uygulamalar MATLAB / Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir. Hedef tespit algoritmasında, artırılmış gerçeklik uygulamaları için geliştirilmiş C++ kodu olan, ArUco, kullanılmıştır. Tasarlanan denetimciler fiziksel sistem üzerinde uygulanmış ve tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir. Gerçek sistem ve benzetim karşılaştırılması yapılmış ve sonuçları tartışılmıştır.Master Thesis Control of Two Wheel Self Stabilizing Mobile Robot With a Simple Arm(2014) Kara, Sertaç Emre; Arıkan, Kutluk Bilge; İrfanoğlu, BülentBu tezde kollar ile desteklenmiş iki tekerlekli ters sarkaç robotunun mekanik ve elektronik yapısı çalışılmıştır. Ayrıca katsayı diagram metodunun (KDM) tasarımı ve uygulanması ele alınmıştır. Mekanik ve elektronik yapı mekatronik mühendisliği açısından tasarlanıp üretilmiştir. Sistemin eğim açısını ölçmek için tek serbestlik dereceli ataletsel ölçüm birimi (AÖB) tasarlanmıştır. Robotik platformun kolları simülasyonda ve gerçek zamanda incelenmiştir. Kollar simülasyonda harici bozucu etkenleri oluşturmak ve dengelemeye yardımcı olmak için kullanılmıştır. Gerçek zamanda KDM denetimcinin kararlılık verimliliği çalışılmıştır. Sisteme gerçek zamanda harici bozucu ve dahili bozucu etken (kolların etkisi) uygulanırken, KDM denetimcisi sistemin açısal dengesini ve doğrusal yer değiştirmesini sağlamaktadır.Master Thesis İki Ayaklı Yürüyen Bir Makinanın Geliştirilmesi(2013) Zadeh, Mohammad Hassan Gol Mohammad; Arıkan, Kutluk Bilge; İrfanoğlu, BülentBu çalışmada iki ayaklı robot?un (BİROL), tasarımını ve uygulamasını gerçekleştirip dinamik yürümesinin test edilmesi planlanmıştır. BİROL?un en önemli özellikleri 12 serbestlik derecesinin olması ve servomotorla çalışmasıdır. Bu çalışmada BİROL?un kontrolü ve simülasyonu MATLAB / Simulink ortamında, gerçek zamanlı uygulamalar kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kontrolcü tasarımına başlamadan önce, matematiksel model, Denavit-Hartenberg ve Newton-Euler yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Bir istikrarlı çevrimdışı yürüme modeli, merkezi örüntü üreteçlerini (CPG) kulanarak önce bir masa üstü yürüyen robot sonra da BIROL için oluşturulmuştur. Robotun dengesini sağlamak için tüm eklemlerinin gerekli yörüngesini oluşturan ve sıfır moment noktasını (ZMP) sağlayan, bir hareket modeli kullanılmıştır. Güç sensörleriyle yapılan ölçümler, gerçek sistemde ve simülasyonda yer teması gücü karşılaştırması için kullanılmıştır.Master Thesis Dört Pervaneli Hava Aracının Yükseklik ve Yönelim Kontrolü(2012) Güçlü, Anıl; Arıkan, Kutluk Bilge; İrfanoğlu, BülentBu tez çalışmasında, düşük maliyetli eyleyiciler ve sürücülerle oluşturulan dış mekanda uçacak dört rotorlu hava aracının (Quadrotor) yükseklik ve yönelim dinamiklerinin kontrolü amaçlanmıştır. Quadrotor, kontrolcü tasarımından önce Matlab/Simulink ortamında matematiksel olarak modellenmiştir. Yönelim dinamiklerini kontrol etmek amacıyla, LQR tip kontrolcü tasarlanmış, benzetimi yapılmış ve sisteme uygulanmıştır. Sapma ve yükseklik dinamiklerinin kontrolü için iki farklı PID tip kontrolcü tasarlanmıştır. Tasarlanan kontrolcüler değişik test düzenekleri kullanılarak sisteme uygulanmıştır. Denetimciler, xPC Target kullanılarak fiziksel sisteme uygulanmış ve kontrolcü parametre ayarlamaları yapılmıştır. Yapılan testler, bu temel kontrolcü yapıları ile yükseklik ve yönelim dinamikleri kontrolünün, başarılı bir şekilde sağlandığını göstermektedir.Master Thesis Aktif İniş Takımının Dört Pervaneli Hava Aracı Dinamiği Üzerindeki Etkileri(2015) Yıldız, Mehmet; Arıkan, Kutluk Bilge; İrfanoğlu, BülentBu tez kapsamında, birçok ticari multirotor sisteminde kullanılmakta olan açılır-kapanır aktif iniş takımlarının multirotor sistemlerinin yönelim dinamikleri üzerindeki etkisini incelenmektedir. Sistemin stabilizasyonuna yardımı, yönlendirme ve çevikliğini geliştirme amacı ile kullanımı tartışılmıştır. Tez kapsamında, ticari bir Quadrotor şasesi, eyleyicileri, sürücüleri ve açık kod kaynaklı bir gömülü uçuş kontrolcü kartı kullanılarak bir Quadrotor test sistemi oluşturulmuştur. Quadrotor test sistemi aktif iniş takımı ile birlikte Matlab/Simulink ortamında modellenmekte olup, yönelim dinamikleri kontrolü için gömülü uçuş kontrolcüsündeki PID kontrolcüsü kullanılmaktadır. Bu kontrolcü test düzeneği üzerinde ayarlanmaktadır ve ayarlanan kontrolcü değerleri oluşturulan Quadrotor modeli üzerinde uygulanmaktadır. Bu model kontrolcü parametrelerini optimize etmek için kullanılmaktadır. Aktif iniş takımı için basit bir servo motor mekanizması kullanılmaktadır ve Quadrotor sisteminin yuvarlanma eksenine etki etmektedir. Servo motorların pozisyonlarının kontrolü gömülü uçuş kontrol kartı üzerinden yapılmaktadır. Yapılan testler, aktif iniş takımının, sistem stabilizasyonunu geliştirmede, yönelimde ve çevikliği geliştirmede kullanabileceğini göstermektedir.Doctoral Thesis Melez (çok Modlu) Bir Uçan Robot Sınıfının Kapalı Çevrim Dinamiği(2020) Battı, Mohamed Ismaıl; Arıkan, Kutluk Bilge; Alemdaroğlu, Hüseyin NafizBu çalışmada, basit ve ileri seviyeden oluşan melez bir uçan robot sınıfı önerilmiştir. Her iki sistem için iki boyutlu uzayda doğrusal ve doğrusal olmayan modeller çıkarılmıştır. Doğrusal kuadratik regülatör temelli denetim sistemleri, askı durumu ve navigasyon senaryolarına yönelik olarak tasarlanmıştır. Benzetimlerde bozucu dış kuvvetler dikey kalkış, ileri uçuş ve iniş sırasında etki etmiştir. Senaryolar esnasında basit ve ileri seviye sistemlerin dinamik davranışlarının karşılaştırılmasının yanında her bir sistem için doğrusal ve doğrusal olmayan sistem cevapları da değerlendirilmiştir. Admitans tipi denetimcinin, zorlayıcı dış kuvvetlerin etki ettiği hallerde basit sisteminin kararlılığını sağladığı benzetimler ile sunulmuştur. Her iki sistem de kara-hava melez sistem olarak ve hava manipülatörü olarak kullanıma uygun olduğu sunulmuştur.Master Thesis Hava Manipülatörü için Farklı Kontrol Sistemlerinin Tasarımı(2019) Başaranoğlu, Ahmet Turgut; Khan, Muhammad Umer; Arıkan, Kutluk BilgeBu tez kapsamında, dört rotorlu bir multikopter ve tek serbestlik dereceli robot koldan oluşan bir uçan manipülatör için yönelim ve pozisyon denetimcileri tasarlanmış ve tartışılmıştır. Robotik kol uçan platformun yunuslama düzleminde çalışmaktadır. Seçilen senaryolara yönelik çeşitli denetim algoritmaları tasarlanmıştır. Bütüncül sistem dinamiğine (multikopter ve manipülatörün etkileşimli doğrusal olmayan modeli) yönelik merkezi denetimciler tasarlanmıştır. Bununla birlikte, platform ve manipülatörü ayrı ayrı denetleyen dağıtılmış kontrol sistemleri de tasarlanmıştır. Robotik kolun uçan sisteme etki eden bozucu girdinin bertaraf edilmesine, sistemin yönelim ve pozisyon kontrolüne yönelik kullanımı senaryolar çerçevesinde çalışılmıştır. ADRC, T-LQR ve ardışık PID denetim algoritmaları tasarlanmıştır. Seçilen denetim yapısı ve senaryo iç mekanda çalışan bir uçan manipülatör üzerinde uygulanmıştır. Ultra geniş bant konumlandırma sistemi pozisyon ve yükseklik ölçümü için kullanılmıştır. Raspberry Pi 3 B +, Naze 32 donanımı ile Phyton kodu ve Matlab/Simulink yazılımı kullanarak gerçek zamanlı testler gerçekleştirilmiştir. Yönelik denetimcisi parametrelerinin test düzeneği üzerinde ince ayarları gerçekleştirilmiştir. Temel uçuş testleri ile yönelim ve pozisyon kontrolcü parametreleri düzenlenmiştir. Benzetimler ve testler ile robotik manipülatörün bozucu girdileri bertaraf etmeye, yönelim ve pozisyon denetimini sağlamaya yönelik kullanımı gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Uçan Manipülatör, Kuadkopter, ADRC, Takipçi LQR, Ardışık PID, Naze 32, Raspberry Pi, İç Mekan Konumlama, Yönelim Denetimi, Pozisyon DenetimiMaster Thesis Üç Döner Rotorlu İnsansız Hava Aracının Yönelim ve İrtifa Denetimi(2013) Kaçar, Alp; Arıkan, Kutluk Bilge; İrfanoğlu, BülentBu tezde üç dönerkanatlı döner rotorlu bir insansız hava aracının (İHA) tasarımı ve İHA'nın yönelim ve irtifa dinamikleri için denetimci tasarımı çalışmaları yapılmıştır. Üç döner rotora sahip İHA isterlere gore tasarlandıktan sonra karbonfiber çubuklar, plastik parçalar, eğimlendirme mekanizması ve ayaklarının üretimi tamamlanmıştır. Tasarım sürecinde matematiksel model de kurulmuştur. Söz konusu model doğrusallaştırılmış, kararlılık ve referans girdi takibini sağlayacak doğrusal kuadratik regulator (LQR) tasarımı gerçekleştirilmiştir. Doğrusal ve doğrusal olmayan sistem için benzetim ortamında testler yapılarak, Q ve R matrislerinin son ayarlamaları yapılmıştır. Fiziksel sistemde; ataletsel ölçüm birimi, ultrasonik mesafe algılayıcı ve optik akış algılayıcıları kullanılmıştır. Fırçasız DC motorlar ve yüksek hızlı servo motorlar eyleyiciler olarak kullanılmıştır. Benzetimin tamamlanmasının ardından gerçek zamanlı donanım testleri başlamıştır. Denetim algoritması MATLAB, Simulink'te tasarlanmış olup; Real Time Windows Target ve veri toplama kartı kullanılarak gerçek zamanlı denetim uygulaması gerçekleştirilmiştir. Benzetim ve gerçek zamanlı test ortamında sistemin denetimi başarı ile sağlanmıştır.