MEMS JİROSKOPLARIN DAYANIKLI KONTROLÜ

Abstract

Jiroskoplar dönme hareketi ile dengede kalma olayını yön bulma ve hız ölçümü için kullanan cihazlardır. Yıllar geçtikçe teknolojideki ilerlemeler ile birikte daha küçük boyutlarda olan Mikro Elektro-Mekanik Sistemler (MEMS) ile oluşturulan jiroskoplar geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında z-eksenli ve üç eksenli MEMS jiroskopların sinüzoidal yörünge takibi için çeşitli kontrol yöntemleri incelenmiştir. Z-eksenli ve üç eksenli MEMS jiroskobun dinamik modellerinden elde edilen matematiksel modeller ile her iki sistem, Matlab/Simulink ortamında modellenmiştir. Oluşturulan blok diyagramları ile sistem, PID kontrolör ve Kayma Kipli Kontrolden (KKK) esinlenerek oluşturulan KKK tabanlı kontrolör ile denetlenmiştir. Bu kontrol yöntemleri sayesinde z-eksenli ve üç eksenli MEMS jiroskopların istenen sinüzoidal referansları takip etmesi sağlanmıştır. Her iki kontrol yöntemi ile elde edilen sonuçlar irdelenerek tezde sunulmuştur. Bu çalışmada bir MEMS jiroskobun yörüngesinin istenilen sinüzoidal yörüngeyi takip etmesi amaçlanmış ve ileride yapılabilecek çalışmalara zemin oluşturması hedeflenmiştir.

Gyroscopes are devices using turning movement to balance for detection of direction and calculation of speed. Over the years, with advances in technology gyroscopes have been developed that built with smaller size Micro Electro-Mechanical Systems (MEMS). In this thesis study, various control methods for tracking sinusoidal trajectories of z-axis and triaxial MEMS gyroscopes have been investigated. With mathematical models obtained from z-axis and triaxial MEMS gyroscope dynamic models both systems are modeled in Matlab/Simulink environment. Based on the block diagrams generated, the system have been inspected by the PID controller and the KKK based control method inspired by the Sliding Mode Control (KKK). These control methods enable to follow the desired sinusoidal references with z-axis and triaxial MEMS gyroscopes. The results obtained by both control methods are presented in the thesis. In this study, it was aimed to create a ground for future work which is aimed to for a MEMS gyroscope orbit follow the desired sinusoidal trajectory.