DENGE ROBOTU TASARIMI VE MODELLENMESİ

Abstract

Bu tez çalışmasında iki tekerlekli denge robotu tasarlanarak Matlab programında simülasyonu yapılmıştır. Yapılan çalışma literatürdeki mevcut çalışmalar ile karşılaştırılmış ve mevcut çalışmalara göre programlama ve çalışma hassasiyetinin daha iyi olduğu elde edilen veriler ile ortaya konulmuştur. Diğer çalışmalarda olduğu gibi bu çalışmada da deney düzeneği olarak ters sarkaç sistemi kullanılmış ve denge robotu bu kapsamda tasarlanarak modellenmiştir. Bu tezde yaptığımız çalışmanın tasarım aşamalarında öncelikle ters sarkaç sistemi ve denge robotunun üç boyutlu çizimi Solidworks programı kullanılarak hazırlanmıştır. Daha sonra tasarımı yapılan denge robotu modeli Matlab/Simulink programındaki SimMechanics arabirimine aktarılarak gerekli blok diyagramlar oluşturulmuştur. Tasarlanan denge robotunun kontrolü PID kontrol ünitesi ile yapılmış ve PID' nin parametrelerini belirlemek için Matlab/Simulink'deki "PID Tuner" kullanılmıştır. Bu şekilde tasarlanan denge robotunun kontrol parametreleri ayarlanarak sisteme uygulanmış ve bilgisayar ortamında sistemin simülasyonu yapılarak elde edilen veriler değerlendirilip bu tez çalışmasında sunulmuştur. Bu tez çalışmasında elde edilen veriler daha pratik ve daha kararlı çalışan yeni denge robotu modellerinin tasarımlarına katkı sağlayacaktır. Anahtar Kelimeler: Ters sarkaç, Denge robotu, SimMechanics, PID kontrolör

In this study, a two-wheeled balance robot was designed and its simulation was made in Matlab program. The study was compared to the available studies in literature and it was revealed through the acquired data that its programming and working precision was better than the others. As in other studies, the inverted pendulum system was used as the testing apparatus and the balance robot was designed and modeled within this scope. In the design phases of the study in this thesis, the inverted pendulum system and three dimensional drawing of the balance robot were first prepared using Solidworks program. Next, the designed balance robot model was transferred to SimMechanics interface in Matlab/Simulink program and the necessary block diagrams were formed. The designed balance robot was checked with PID control unit and "PID Tuner" in Matlab/Simulink was used to determine the parameters of PID. The control parameters of the balance robot designed in this way were adjusted and applied on the system. The simulation of the system was made in computer environment and the acquired data were evaluated and presented in this thesis study. The acquired data will contribute to the design of more practical and stable balance robot models. Keywords: Inverted pendulum, Balance robot, SimMechanics, PID controller