İKİ TEKERLEKLİ KENDİNİ DENGELEYEN MOBİL BİR ARACIN KONTROLÜ

Abstract

Bu tez kapsamında iki tekerlekli kendini dengeleyen araçların kontrolü çalışılmıştır. İki tekerlekli araçlar kişisel taşıma sistemlerinin geliştirilmesi için önemli bir alan teşkil etmektedir. Ters sarkaç prensibine dayalı olarak tasarlanan iki tekerlekli kendini dengeleyen aracın matematiksel modeli Lagrange metoduna dayalı olarak türetilmiştir ve MATLAB/Simulink' ortamında aracın matematiksel modelinin benzetimi yapılmıştır. Dik duruş pozisyonunda kararsız ve doğrusal olmayan iki tekerlekli aracın denge kontrolünün yanı sıra hız ve pozisyon kontrolü de gerçekleştirilmiştir. PID, LQR, Kutup Atama Tasarımı gibi çeşitli kontrol teknikleri kullanılmış ve kontrolörlerin performansları karşılaştırılmıştır. Sistem için en uygun kontrolcü parametrelerinin bulunması için Parçacık Sürü ve Yapay Bağışıklık Optimizasyon algoritmaları kullanılmıştır ve bulunan sonuçlara göre iki teknik karşılaştırılmıştır.

In this thesis, control of two-wheeled self-balancing vehicles has been studied. Two-wheeled vehicles are an important area for the development of personal transportation systems. The mathematical model of the vehicle, which is designed based on principle of the inverted pendulum, is derived using the Lagrange method. And the mathematical model of the vehicle is simulated in the MATLAB / Simulink environment. As well as stability control of the unstable and nonlinear two-wheeled vehicle in the upright position, velocity and position control have been realized. Various control techniques such as PID, LQR, and Pole Placement design have been used and the performances of the controllers were compared. Particle Swarm and Artificial Immunity Optimization algorithms are used to find the most suitable control parameters for the system. According to the results, two techniques were compared.