Abstract

Mobil robotların kullanımı, tarihte çok öncelere dayanmaktadır. Mobil robotlar, gelişen teknoloji ile birlikte savunma sanayi, tarım ve lojistik alanları başta olmak üzere birçok alanda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada Fırçasız Doğru Akım Motoru (FDAM) tahrikli dört tekerden çekişli bir mobil robot için Elektronik Diferansiyel Sistemi (EDS) tasarlanmış ve kontrolü gerçekleştirilmiştir. Günümüzde FDAM, yüksek verim, yüksek güç/hacim oranı, geniş bir hız aralığında kararlı çalışma ve bakım gerektirmeme gibi avantajları nedeniyle birçok alanda tahrik elemanı olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada da mobil robot tekerlerini hareket ettirmek için FDAM kullanılmıştır. Bu çalışmada mobil robot için EDS tasarımında Ackermann Geometrisinden yararlanılmıştır. FDAM ve EDS; MATLAB/Simulink ortamında modellenmiş ve daha sonra birleştirilerek FDAM tahrikli dört çeker mobil robot için EDS modeli MATLAB/Simulink ortamında oluşturulmuştur. Oluşturulan modelde EDS kontrolü için FDAM’lar PID kontrolör ile kontrol edilmiştir. Kullanılan PID kontrolör parametreleri, Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ile belirlenmiştir. Elde edilen benzetim sonuçları incelendiğinde, FDAM tahrikli dört çeker mobil robot için EDS kontrolünün başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği görülmüştür.

References

[1] Kazmacı, A. (2021). Dört Tekerlekli Mobil Robotun Tasarımı ve Kurt Optimizasyon Algoritması Tabanlı Akıllı Kontrolü, Yüksek Lisans Tezi, İskenderun Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü.

[2] Tabak, A. (2020). Fırçasız Doğru Akım Motorlarının Hız Kontrolünü Gerçekleştirmek İçin PID/PI Kontrolcü Tasarımı ve Performans Analizi, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, Sayı 19, ss. 145-155.

[3] Taşkıran, A. (2022). Fırçasız Doğru Akım Motorunun Yapay Sinir Ağı Kullanılarak Sensörsüz Hız Kontrolü, Yüksek Lisans Tezi, KTO Karatay Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü.

[4] Al-Jodah, A., Abbas S. J., Hasan, A.F. (2023). PSO-based Optimized Neural Network PID Control Approach for a Four Wheeled Omnidirectional Mobil Robot, International Review of Applied Sciences and Engineering, Vol 14:1, ss. 58-67.

[5] Yavuz, İ., Özek, A. (2020). Elektronik Diferansiyel için Farklı Viraj Çaplarındaki Sürtünme Katsayısının Tekerlek Hızlarındaki Etkisi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Sayı 20, ss. 1138-1146.

[6] Çelik, İ. (2019). Elektrikli Bir Araç İçin Elektronik Diferansiyel Simülatörünün Modellenmesi ve Gerçek Zamanlı Uygulaması, Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.

[7] Çelikel, R. (2017). Yüksek Hızlı Fırçasız Doğru Akım Motorlarında Moment Dalgalanmalarını Azaltan Bir Yöntem, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, Cilt 8, Sayı 3, ss. 485-493.

[8] Günay, B. (2021). FDAM ile Tahrik Edilen Quadrotor’un MATLAB/Simulink Ortamında Modellenmesi ve Kontrolü, Yüksek Lisans Semineri, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.

[9] Çukdar, İ. (2023). Fırçasız Doğru Akım Motoru Tahrikli İki Rotorlu İnsansız Hava Aracının Adaptif Bulanık 2-DOf PID Kontrolör İle Denge Kontrolü, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.

[10] Ekrem, Ö. (2023). Parçacık Sürü Optimizasyonu ile 6 Eksenli Robot Kol için Yörünge Planlaması, Yüksek Lisans Tezi, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü.

[11] Güler, H., Çelik, H. (2024). PSO ile Optimize Edilen Bulanık Mantık Kontrolörü ile LabVIEW Platformunda DA Motor Kontrolü, DÜMF Mühendislik Dergisi, Salan ayı 15:2,ss. 355-362.

[12] Yıldırım, M., Öksüztepe, E., Tanyeri, B. ve Kürüm, H. (2015, Kasım). Electronic Differential System for an Electric Vehicle with In-Wheel Motor, IEEE International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO), Bursa Sunulan Bildiri.

[13] Çelik, H., Gölen, M.B., Yiğit, T. (2018). Mobile Robot Control With FPGA, International Engineering and Natural Sciences Conference (INESEG), ss. 1575-1583.

[14] Gürmeriç, M. (2015). Elektrikli Taşıtlar için Elektronik Diferansiyel Tasarımı ve Kontrolü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.