Giriş: Sivil ve askeri hayatta gün geçtikçe yüksek önem kazanan kent güvenliğinin sağlanması ve sınır gözetleme görevlerinde, hedef bulma ve hedefe kilitlenme fonksiyonları, kritik bir görev haline gelmiştir. Bu amaçla tasarlanan yüksek çözünürlüklü ve menzilli elektro optik görüntüleme birimlerinin, verimli bir biçimde kullanılabilmesi de bu amacı gerçekleştirmek için gerekli olan en büyük adımlardan sayılmıştır. Bu hususta en kritik nokta, böyle büyük öneme sahip bir görevde, yüksek teknolojili cihazları yönlendirmede kullanılan iki eksen hareket platformlarının, isterler dahilinde yüksek hassasiyet ve kararlılıkta çalışabilmesi olmuştur. Bunu sağlarken, yönlendirme biriminin kendi iç yapısından ötürü oluşan kararsızlığın ve birimin bağlı bulunduğu çevrede oluşan gürültülerin, üzerine bağlı bulunan sisteme aktarılmasının önüne geçilmesi hedeflenmiştir. Hareket platformlarda oluşan belirsizliklerin, üzerlerine entegre edilen görüntüleme birimlerine etkilerini ortadan kaldırmak için yapılan çalışmalarda, farklı kontrol metotları ortaya konmuştur. Hareket platformlarının matematik modelinde doğrusallığı bozan etkileri içermesi sebebiyle, kontrolcü tasarımı yaparken doğrusal olmayan bir kontrolcü seçimi genel fikir olarak ortaya çıkmıştır. Ancak literatürde yer bulan kontrol çalışmaları incelendiğinde, doğrusal olmayan kontrolcü fikrinin yanında, klasik kontrol çalışmalarının da, hareket ekseninde oluşan belirsizlikleri sönümlemede etkili bir sonuç verebileceği görülmüştür. Amaç: Bu çalışmada, iki eksen hareket platformu üzerine entegre edilen bir görüntüleme biriminin, bakış hattı stabilizasyonunun sağlanabilmesi amacıyla sistemden alınan veriler ışığında klasik kontrolcü tasarımı yapılmıştır. Kapsam: Çalışma kapsamında, yan ve yükseliş eksenlerinden oluşan iki eksen hareket platformu ile gerçek zamanlı olarak çalışabilmek için test düzeneği kurulmuş ve eksenlerin her birinin karakteri incelenmiştir. Elde edilen veriler kullanılarak sistem denetimi sağlanmıştır. Sınırlıklar: İki eksen hareket platformları, içerdiği motorların dinamiğinden, yapının içermiş olduğu atalet dengesizliğinden ve parçaların birbiriyle olan teması sonucu ortaya çıkan sürtünmeden dolayı doğrusal olmayan bir yapıya sahiptir. Ancak çalışma kapsamında ele alınan hareket platformunda etkilerinin az olmasından dolayı, doğrusal yapıyı bozan düzensizliklerin göz ardı edilerek, sistemin doğrusal olduğu kabulü yapılmıştır. Yöntem: Çalışmada ilk olarak gerçek zamanlı verilerin alınacağı test alt yapısı kurulmuştur. Daha sonra sistemin blok diyagramı, Matlab Simulink ortamında oluşturulmuştur. Sistemin yan ve yükseliş eksenlerine ayrı ayrı karakteristiği bilinen bozucu girişler verilerek, sistemin tepkisi kayıt altına alınmıştır. Kaydedilen veriler kullanılarak eksenlerin Bode diyagramları çıkarılmıştır. Çıkarılan Bode diyagramları hareket platformu için istenilen değerler ölçüsünde şekillendirilerek, eksenlerin hız döngüleri için çift PI kontrolcü tasarımı yapılmıştır. Bulgular: Yapılan kontrollü çalışmalar neticesinde iki eksen hareket platformunun her bir ekseni için ayrı ayrı frekans tepki fonksiyonları elde edilmiştir. Bu fonksiyonlar kullanılarak eksenlerin hareket davranışlarının incelenebileceği Bode diyagramları çıkarılmıştır. Elde edilen Bode diyagramları sistemden beklenen hassasiyet çerçevesinde şekillendirilerek, yan ve yükseliş eksenlerinin hız döngüleri için çift PI kontrolcünün parametreleri elde edilmiştir. Elde edilen kontrolcü parametreleri Simulink ortamında hazırlanan blok diyagramında yerine yerleştirilerek, sistem üzerinde uygunluğu test edilmiştir. Son olarak iki eksen hareket platformunun eksenlerinin, tasarlanan kontrolcü parametreleri sisteme yüklü iken, istenilen konuma yerleştiğini gösteren grafikler elde edilmiştir. Sonuç: İki eksen hareket platformları elektro optik sistemlerinin bakış hatlarını genişletmenin yanında, hedefin hassas bir biçimde takip edilmesine de olanak sağlayan platformlar olmuştur. Yapılan deneyimlemenin sonucunda, hareket platformu yan ve yükseliş eksenlerinin hız döngülerine uygulanan çift PI kontrolcü yardımı ile stabilize hale getirilmiştir. Bu sayede platform üzerine yerleştirilen görüntüleme birimleri, hedef yakalama ve takip işlemlerini hassas bir biçimde gerçekleştirebilmiştir. Ayrıca bu çalışma ile birlikte hareket platformlarında, hız döngüsü için çift PI kullanımı ilk defa uygulamalı olarak denenmiş ve sonuçlar elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: İki Eksen Hareket Platformu, Kontrol Sistemi, Stabilizasyon, Çift PI, Bode Şekillendirme
|
