Search

TheUAVs have a nonlinear structure and a high performance controller design isrequired to control such systems. Robust controllers are needed whenconsidering system dynamics and structural and non-structural constraints forfour-rotor quadrotor control. For this purpose, the design of the FractionalOrder Sliding Mode Controller (FOSMC) has been considered. The nonlinear systemis considered as two linear subsystems connected in cascade as inner loop(position control) and outer loop (position control). A virtual control term isused to connect the system to the cascade structure. A well-tuned PI controllerwas applied to the UAV for the same trajectorys to compare the performance ofthe designed FOSMC. The simulation results show that the FOSMC is performingsatisfactorily in terms of error elimination when compared to the PIcontroller., İnsansız Hava Araçları (İHA) doğrusal olmayan yapıya sahiptir ve bu tipsistemlerin kontrolü için yüksek performanslı kontrolcü tasarımı gerekmektedir.Dört rotorlu quadrotorun kontrolü için sistem dinamikleri, yapısal ve yapısalolmayan kısıtlar da göz önüne alındığında gürbüz kontrolörlere ihtiyaçduyulmaktadır. Bu amaçla dört rotorlu İHA’nın yörünge kontrolü için bir KesirDereceli Kayan Kipli Kontrolcü (KDKKK) tasarımı önerilmiştir. Doğrusal olmayansistem iç döngü (duruş kontrolü) ve dış döngü (konum kontrolü) olarak kaskadyapıda bağlı iki doğrusal alt sistem halinde ele alınmıştır. Hava aracınınduruş ve konum kontrol yapısını kaskad olarak birleştirmek için bir ara kontrolişareti tanımlanmıştır. Tasarlanan KDKKK’nün performansını kıyaslamak içinparametreleri iyi ayarlanmış bir PI kontrolcü aynı yörüngeler için İHA’yauygulanmıştır. Benzetim sonuçları, KDKKK'nün PI denetleyiciylekarşılaştırıldığında hata giderme açısından tatmin edici performansgösterdiğini göstermektedir.

Buçalışmada dört teker tahrikli mobil robotun (4TT MR) gövde hızı ve yönelmeaçısının kontrolü için Kesir Dereceli Kayan Kipli Kontrolcü (KDKKK) yapısıbenzetim ortamında test edilmiştir. Mobil robotun gövde hızı ve yönelme açısıher bir motorun açısal hızı kullanılarak hesaplanmaktadır. Tasarlanacak olanKDKKK ile mobil robotun yörünge izleme ve konum kararlılığı için her bir motoruntork işareti üretilecektir. KDKKK’nün performansını kıyaslamak için aynıreferanslar kullanılarak mobil robota parametreleri iyi ayarlanmış bir PIkontrolcü de uygulanmıştır. Benzetim sonuçları KDKKK’nün geleneksel PIkontrolcüye göre yörünge izleme doğruluğu ve hata büyüklüğü açısından daha iyisonuçlar verdiğini göstermiştir., Inthis study, a Fractional Order Sliding Mode Controller (FOSMC) structure wassimulated to control the direction angle and body speed of a four wheel driveskid-steered mobile robot (4WD SSMR). The body velocity and orientation angleof the mobile robot are calculated using the angular velocity of each motor.The torque signal of each motor for trajectory tracking and position stability ofthe mobile robot will be generated by the FOSMC. To compare the performance ofthe FOSMC, a PI controller with well-tuned parameters was applied to the mobilerobot using the same references. Simulation studies have shown that the FOSMCprovides better results in terms of error levels and trajectory tracking accuracythan the conventional PI controller.

The design of the system used for brushless DC (BLDC) motor controlin speed and position control is difficult due to the non-linear structure.Therefore, the designed controller is required to respond to these challengesand need high-efficiency operation. This paper presents the experimentalvalidation of a robust speed control structure of a BLDC motor based oncontinuous sliding mode (CSM) and fractional-order sliding mode (FOSM)controllers. The controllers have been tested for low and medium speedreference signals and amplitude values. Then, both controllers have beencompared in term of tracking performance and error elimination and the resultshave been shown graphically. Experimental results prove that the FOSM controllershows better trajectory tracking performance than CSM controller with highprecision as well as good robustness against changes of references.

basci, abdullah/0000-0003-4141-2880 WOS: 000443154600006 Bu çalışmada, Otomatik Yönlendirmeli Aracın (OYA) gövde hızı ve gövde açısı kontrolü gerçek zamanlı olarak bulanık mantık kontrolcü ile gerçekleştirilmiştir. OYA’nın gövde hızı ve gövde açısı denetimi ile aracın iki boyutlu düzlemde istenilen yörüngeyi takip etmesi sağlanmıştır. Ayrıca, bulanık mantık kontrolcünün performansı PI kontrolcü ile mukayese edilmiş ve deneysel sonuçlar bulanık mantık kontrolcünün PI kontrolcüye oranla daha kararlı ve daha uygun kontrol işaretleri ürettiğini ve dinamik değişimlere daha hızlı cevap verdiğini göstermiştir. Kontrolcü performansları ayrıca ani harici bozucu etki ve ekstra yük için incelenmiş ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir In this paper a fuzzy controller is applied to velocity and direction angle control of a certain type of wheeled mobile robots called Automated Guided Vehicles (AGVs). The velocity and direction angle of the AGV are controlled to keep the vehicle on desired path. A PI controller is also applied to AGV in order to show the robustness of the fuzzy controller. Experimental results prove that the fuzzy controller shows better tracking performance than the PI controller in terms of robustness, smoothness and fast dynamics. Results are also given for sudden disturbance and extra load conditions and satisfied results are obtained.

ÖZET Anahtarlamalı Relüktans Motoru (ARM) gerçekte bilinen en eski elektrik makinasıdır. Motorun çalışabilmesi için hızlı bir biçimde açma kapama yapabilecek anahtar elemanlara ihtiyaç duyulmaktadır. Fakat o yıllarda bu işlemi yapabilecek yan iletken anahtar elemanlar mevcut olmadığından bu motor üzerinde pek durulmamıştır. Yan iletken teknolojisindeki gelişmeler ARM'yi tekrar gündeme getirmiştir. ARM'nin diğer makinalara nazaran avantajları olmasına rağmen, bazı dezavantajları da vardır. Bunlardan en önemlisi motorun çalışması sırasında meydana gelen mil momentindeki dalgalanmadır. Momentteki bu dalgalanma kendisini belirgin bir biçimde önce rulmanlarda titreşim olarak, daha sonra da akustik gürültü olarak hissettirmektedir. Rulmanlara gelen bu titreşim kuvveti bir süre sonra rulmanları bozmaktadır. Motor dizaynında yapılacak değişikliklerle veya kontrol yöntemlerinin uygulanmasıyla, gerek titreşim gerekse de akustik gürültünün minimize edilebilmesi mümkündür. Bu çalışmada öncelikle, lineer bölgede endüktans profilinin de lineer değiştiği kabul edilerek motorun modeli kuruldu ve dinamik davranışı incelendi. Motora akım bilgisine dayalı kontrol teknikleri uygulanarak motorun çıkış performansının iyileştirildiği gösterildi. Bu motorun paramatreleri, gerçekte hem rotor açısının ve hem de motor akımının bir nonlineer fonksiyonu olarak değiştiğinden, motor denklemleri akıma ve rotor açısına bağlı olarak tanımlanarak simülasyonu gerçekleştirildi. Aynca ARM'nin nonlineer modeline ortak endüktans bilgileri de dahil edilerek sistemin dinamik davranışı incelendi ve ortak endüktans alanlarının motorun çıkış performansı üzerindeki etkileri gösterildi. Akım kontrol teknikleriyle ARM'nin faz geçiş noktalarındaki çökmeler iyileştirildi ve momentteki alçak frekanslı salınımlar ise nonlineer sistemlere kolayca uygulanabilen Bulanık Denetim ve Kayan Kipli Denetim teknikleriyle giderilerek tahrik sistemleri için arzulanan çıkışı vermesi sağlandı. 8/6, 4kWhk bir ARM üzerinde yapılan deneysel çalışmaların sonuçlan, simülasyon sonuçlan ile karşılaştırılarak, sonuçların uyumlu olduğu gösterildi. Ayrıca ARM'nin pozisyon kontrolünün gerçekleştirilmesi için tasarlanan- kontrolcunun yapısı hem lojik yöntemlerle ve hem de kayan kipli denetim tekniğiyle kuruldu ve sistemin ABSTRACT In recent years, high interest has been shown on the use of variable reluctance motor in many application areas because of simple motor construction and unidirectional power inverter supply. It has no brushes and no rotor windings and its stator has simpler concentrated windings. The motor windings are in series with each main power switching device. The motor is operated with controlled current and controlled conduction angles. In SRM, the motor torque is proportional to the square of the energized winding current, the inverter needs not to feed bidirectional currents. Hence, the scheme of inverters feeding the SRM is unipolar type where one switch is generally used per phase.. Because of advantages indicated above SR Motors have been prefered instead of DC motor and inverter driven induction motor in many variable speed application areas. However, excessive torque ripple, especially at low speeds is still one of the important reasons for SRM not to be prefered in some variable speed drive market This torque ripple comes from motor's stepping nature and has undesirable effects to the bearing system and produces acoustic noise. It does not allow to use SR motor in servo applications. The aim of this study is to establish nonlinear model of SRM including the effect of mutual inductaces and to observe the dynamic behaviour of machine, and also it is aimed to reduce excessive torque ripple of SRM. hi this purpose, the linear model of SRM is obtained firstly and the motor is operated under current control techniques to reduce torque dip during phase commutation. Then the nonlinear model of SRM is set and the dynamic behaviour of machine is observed by computer simulation results. Also the effect of mutual inductancaes are included in the nonlinear model of SRM and their effects on the performance of the machine are To reduce low frequency torque ripple, new nonlinear control techniques, fuzzy controller and sliding mode controller are applied to the speed control loop of SRM which has a nonlinear model including the effects of mutual inductaces, and results show that torque ripple is sufficiently eliminated. Besides, the position control of SRM is studied bv losic method and slidins mode control method. 148

oz LİNEER ASENKRON MAKINANIN MERMİ ATMA SİSTEMİNE UYGULANMASİ DERDÎYOK, Adnan Yüksek Lisans Tezi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı Tez Yöneti ci si : Doç.Dr. Yıldırım UCTUğ Ocak, 1993, 116 sayfa. Bu çalışmada lineer maki nal ar m farklı bir uygulama alanı incelenmiştir. Lineer asenkron motor mermi atma sistemine uygulanmış ve sistemin analizi yapılmıştır. Uç etkilerinden dolayı, lineer makinalarm analizi döner maki nal ara göre daha zordur ve döner makina modeli eme tekniği lineer makina için geçerli değildir. Şimdiye kadar yapılan lineer makina analizleri, magnetik alan çözüm yöntemlerine dayanmakta ve beraberinde bir çok kabulü getirmektedir. Ancak bu çalışmada Lipo ve Nondahl tarafından önerilen kutup-kutup modeli eme tekniği kullanılarak, lineer mak inanın analizi yapılmıştır. Analiz sonucunda mak inanın diferansiyel denklemleri elde edilerek, makina için bir e^d&ğ&r devre çıkarılmıştır. Bu makina geçici şartlarda çalıştığı için,nümerik çözüm yöntemlerini kullanarak geliştirilen bir bilgisayar programıyla, makina diferansiyel denklemleri nin geçici çöztimU incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda konvansiyonel silahlardan iki örnek seçilmiş ve lineer asenkron motor bu örneklere göre bir çok alternatifte tasarlanarak elde edilen sonuçlar konvansiyonel silahlarla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak lineer asenkron motorun mermi atma sistemine uygulanıp uygulanamayacağı tartışılmıştır. Anahtar Kelimeler: Lineer Asenkron Makina Tasarımı, Model 1 eme, Mer mi Atma Si s temi. Bilim Dalı Sayısal Kodu: 60S. Ol. 03 vi ABSTRACT APPLICATION OF LINEAR INDUCTION MACHINE IN MISSILE FLINGING SYSTEM DERDÎYOK, Adnan M.S. in Electrical & Electronics Engineering Super vi sor : Assoc. Pr of. Dr. Yıldırım UCTU? January, 1993, 116 pages. The analysis of a linear induction machine is complicated by the so-called end effect. Most methods of analysis have assumed that the end effects do not allow the use of a modeling technique similar to the equivalent circuit model of a round-rotor induction machine. In this study, a new method, pole-by-pole model which is proposed by Lipo and Nondahl for the analysis of linear induction machine CLIM) is applied on missile flinging system analysis. At the end of the analysis, an interesting coupled-circuit is obtained and a sixth order set of differential equations is derived which describes a basic model for the machine. The numerical solution of differential equations is achieved by developing a computer simulation program. iiiIn this study, the linear induction machine is applied on missile flinging system. In this purpose, two samples of conventional weapons (mortar) are chosen and many alternatives are investigated for the design of the machine. The performance characteristics of the machine is studied using the simulation program developed. Then the simulation results are compared with the performance of the sample weapons and it is observed that the linear induction machine can be used in missile flinging system applications quite satisfactorily. Keywords: Linear Induction Machine Design, Machine Model, Missile Flinging System. Science Code: 60S. Ol. 03 iv 116

Kayan Kipli Kontrol (KKK) yöntemi, sistemdeki gürültülere karşı gürbüz bir davranış göstermesi, parametre değişimlerinden etkilenmemesi ve doğrusal olmayan bir kontrol yöntemi olması nedeniyle kontrol mühendisliği uygulamalarında popülerdir. Bununla birlikte sistemin kapalı döngü kontrolünde, kontrolcünün süreksiz yapısından kaynaklanan çatırtı etkisi, modellenmemiş dinamiklerin uyarılmasına ve mekanik anlamda sisteme zarar verebilecek yüksek frekanslı salınmalara neden olabilir. Çatırtı etkisinin azaltılması için literatürde farklı yöntemler geliştirilmiş ve çeşitli yaklaşımlar önerilmiştir. Bu tez çalışmasında, kayan kipli kontrolcünün kayma yüzeyi önce kesir dereceli olarak tasarlanmış ve kontrol işaretindeki çatırtının azaltılması hedeflenmiştir. Daha sonra, tasarımı gerçekleştirilen Kesir Dereceli Kayan Kipli Kontrolcünün (KDKKK) sistemdeki parametre değişimlerine kendini adapte edebilmesi için kayma yüzeyi ifadesindeki G tasarım parametresi adaptif bulanık kontrol yöntemi ile güncellenmiştir. Yeni bir yaklaşım olarak önerilen adaptif bulanık kesir dereceli kayan kipli kontrolcünün performansı önce insansız kara ve hava araçlarının benzetim modelleri üzerinde, ardından tasarımı gerçekleştirilen kara aracı ve düşük maliyetli bir quadrotor sisteminde gerçek zamanlı olarak test edilmiştir. Ayrıca önerilen kontrol metodu KKK ve KDKKK'ler ile kıyaslanmış ve elde edilen sonuçlar kontrolcünün hem kara aracının gövde hızı ve yönelme açısı kontrolünü, hem de hava aracının yörünge takibini diğer iki kontrolcüye oranla daha az hata ile gerçekleştirdiğini göstermiştir. Due to its useful properties such as robustness to disturbances, not affected parameter uncertainties and being as a nonlinear control method, the Sliding Mode Control (SMC) is very popular in control engineering applications. However, in the closed-loop control system, the chattering effect due to the discontinuous structure of the controller can induce unmodeled dynamics and also cause high-frequency oscillations damaging the system mechanically. Different methods have been developed in the literature to reduce the chattering effect and various approaches have been proposed. In this thesis, the sliding surface of the sliding mode controller is first designed in fractional order and targetes to reduce the chattering effect in the control signal. Then, the G design parameter in the sliding surface is adapted by an adaptive fuzzy control method so that the fractional-order SMC (FOSMC) can adapt itself to the parameter changes in the system. The performance of adaptive fuzzy fractional-order sliding mode controller, proposed as a new approach, is tested on the simulation models of unmanned ground and unmanned aerial vehicles then, tested in real time on a designed unmanned ground vehicle and a low cost quadrotor system. In addition, the proposed control method is compared with the SMC and the FOSMC. The obtained results show that the controller performs the speed and direction angle control of the ground vehicle as well as the aerial vehicle's trajectory tracking with less error than that of the other two controllers. 127

İkili tank sistemi, iki tank, bir pompa ve akışkan maddeyi geçirebilen borulardan oluşan tek parçalı bir sistemdir. Bu tez çalışmasında, ikili tank sisteminde su seviyesi kontrolü Genetik Algoritma ve Ziegler-Nichols metodları kullanılarak parametreleri belirlenen PID kontrolör ile gerçekleştirilmiştir. PID kontrolör, proses kontrol girişini ayarlayarak hatayı en aza indirip proses çıkışının istenilen ayar değerine ulaşmasını sağlar. İki farklı yöntem kullanarak parametreleri belirlenen kontrolcü performansları elde edilen deneysel sonuçların karşılaştırılması ile belirlenmiştir. Yapılan çalışmalarda Genetik Algoritma kullanılarak parametreleri belirlenen PID kontrolcünün Ziegler-Nichols metodu kullanılarak parametreleri elde edilen kontrolcüye oranla daha iyi sonuç verdiği gözlemlenmiştir. Two tank system is a one-part system consisting of a pump and fluid permeable few tubes of the two tanks. A PID controller, calculates an `error` value as a variable and a desired set point within a measured process. By minimizing the error by adjusting the process control inputs, the controller tries to reach the desired setting value. In this thesis, in coupled tank system the parameters of PID controller had been determined by two methods, genetic algorithm and Ziegler-Nichols method. The performance of specified parameters of controller is determined by using two different methods with comparing experimental results. The results showed the PID controller that the parameters are determined by Genetic Algorithm method has better results compared to PID controller that the parameters are determined by Ziegler-Nichols method. 74

Optik teleskopların gelişimiyle daha geniş ışık toplama alanı ve daha yüksek açısal çözünüm sağlanmaya başlanmıştır. Böylelikle teleskoplarla uzaydan alınan verilerin miktarı ve detayı arttırılmaktadır. Bu artış daha büyük teleskopların geliştirilmesine sebep olmaktadır. Teleskoplar büyüdükçe hassas kontrol sistemine ihtiyaç duyan teleskobun; alıcı sistemleri, kontrol sistemleri, tahrik düzenekleri, sensörleri ve optik sistemleri günümüz teknolojisinin sınırına dayanmıştır. Bu gelişim sözü geçen alanlarda dizayn devrimlerini hazırlamaktadır. Bu çalışmada günümüz teleskop sistemleri için geliştirilen kontrol sistemleri araştırılmıştır. Elde edilen bilgiler ışığında astronomik optik bir teleskobun kontrol sistemine uygulanabilecek kontrol yöntemi geliştirilmiştir. Çok yavaş hızda ve bozucu etki altında çalışan teleskopların kontrolcü performansı doğrudan teleskobun performansını belirlemektedir. Günümüzde doğrudan tahrik sistemler hassas hareket istenen bu tip sistemlerde sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Doğrudan tahrik sistemi tipik bir sabit mıknatıslı senkron motora sahiptir. Bu çalışmada sabit mıknatıslı senkron bir motor üzerinde çalışılmıştır. Bozucu etkileri kompanze edebilmek için bulanık mantık kontrolcü tasarlanmıştır. Bulanık mantık kontrolcünün kazanç ayarını yapmak için kayan pencere yöntemi kullanılmıştır. İlk önce simülasyon ortamında kontrolcü tasarlanıp test edilmiştir. Daha sonra gerçek zamanlı sistem üzerinde uygulama geliştirilmiştir. Yüksek hesaplama performansı isteyen bulanık kontrolcü gerçek zamanlı olarak çalıştırılmıştır. Kazanç ayarıyla bulanık mantık kontrolcünün performansının arttığı tesbit edilmiştir. The development of optical telescopes started to provide larger light collecting area and higher angular resolution. Thus amount and the detail of data collected from the space is increasing excessively. This increase also made the desire of bigger telescopes. As the size of the telescopes which need precise control system increased, it pushes the design of optical systems, mounting structures, sensors, actuators, control systems, and receiver systems to their limits. Those related field had many design revolutions because of this. This paper studies high precision motion control of astronomical optical telescope. Controller performance of a telescope which is moving with an ultra-low speed in a multi disturbance environment directly determines the performance of the telescope. Nowadays direct drive systems are often used in systems which require precise motion. Direct drive system has a typical permanent magnet synchronous motor. Permanent magnet synchronous motor is used in this study. In order to compensate nonlinear disturbances, fuzzy logic controller is designed. Sliding window method is used for gain tuning. First a controller is constructed and tested in a simulation environment. After that application is developed on a real time system. It is observed that fuzzy controller which needs high computation performance could be run on a real time system. It is determined that by using gain tuning fuzzy logic controller's performance is improved. 86

Son yıllarda Otomatik Yönlendirmeli Araçlar (OYA) yük taşımada, gezegen keşiflerinde, madencilik ve askeri operasyonlar gibi birçok alanda kullanılmaktadır. OYA'ların geniş bir alanda yaygın olarak kullanılmasından dolayı bu araçların hareket ve yörünge kontrolü son yıllarda büyük ilgi görmüş ve birçok araştırmacı bu konuda çalışmalar yapmaktadır. OYA'ların işlevlerini etkili olarak yerine getirebilmeleri için iyi bir yörünge kontrolü ve konum belirleme yeteneğine sahip olmaları gerekmektedir. Bu da doğru ve hassas kontrol algoritması ile birlikte yüksek doğruluklu konum sensörlerinin kullanılması ile elde edilebilmektedir. Sensör kullanımı sistemin maliyeti, boyutu ve ağırlığının artmasına ve kablolama karmaşıklığı gibi problemlere neden olmaktadır. Tezin ilk kısmında bazı sistem dinamiklerinin ihmal edilmesinden dolayı oluşan belirsizlikler altında araç hareket ve yörünge kontrolü adaptif bulanık mantık (ABM) ve kesir dereceli PI (KD-PI) kontrolcüler ile gerçekleştirilmiştir. ABM ve KD-PI kontrolcü performansları, klasik PI kontrolcü ile karşılaştırılmış ve deneysel sonuçlar ABM ve KD-PI kontrolcülerin karmaşık referanslar, ani bozucu etki ve ekstra yük uygulanma durumları için daha az aşım, hızlı cevap ve daha iyi yörünge kontrolünü gerçekleştirdiğini göstermektedir. Tezin ikinci bölümünde, OYA'nın sensörsüz kontrolünü gerçekleştirmek için OYA'nın gövde hız ve açısını tahmin eden iki farklı gözlemci önerilmiştir. Sensörsüz kontrol, maliyet ve sistem boyutlarının düşürülmesinin yanında, sistem kurulumunu ve bakımını kolaylaştırması, konum sensörlerinin elimine edilmesinden dolayı ilgili kabloların bağlantılarından kaynaklanan problemlerin giderilmesi gibi avantajlara sahiptir. İlk olarak, motor gerçek ve tahmin edilen akımları ile araç kinematik modelini kullanan anahtarlamalı modda çalışan akım gözlemci önerilmiştir. Ardından araç hareketini sağlayan motor ve tekerlek düzeneğinin dinamik modelini kullanan parçacık filtre gözlemci geliştirilmiştir. Gözlemci performansları araç gerçek gövde hız ve açısı yerine gözlemci tarafından tahmin edilen gövde hız ve açısının kapalı çevrim kontrolünde kullanılması ile test edilmiş ve genişletilmiş Kalman filtresi ile karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, anahtarlamalı modda çalışan gözlemci ve parçacık filtre gözlemcinin araç gerçek gövde hız ve açısı takibini genişletilmiş Kalman filtreye oranla daha az hata ile gerçekleştirdiğini göstermiştir.Anahtar Kelimeler: OYA, yörünge kontrolü, adaptif bulanık mantık kontrol, kesir dereceli PI kontrol, sensörsüz kontrol, parçacık filtre. Automated Guided Vehicles (AGVs) are recently used in various applications such as transportation, planetary exploration, mining and military operation. As AGVs have been increasingly used in a wide range of applications, research on motion and trajectory tracking control of AGVs has received great attention from researchers over the past two decades. In order for an AGV to function effectively, it must demonstrate excellent trajectory tracking control and localization capabilities. This is achieved by having accurate and responsive control algorithm as well as installation of high-precision position sensors. However, the installation of the position sensors has some drawbacks related to increasing cost, size, weight, and wiring complexity. In the first part of the thesis, an adaptive fuzzy controller (AFC) and fractional order PI (FO-PI) controller are proposed for robust motion and trajectory tracking control of AGV in the presence of uncertainties that arise from neglecting some of the system dynamics. The performance of the AFC and FO-PI is compared with conventional PI controller and experimental results show that, the AFC and FO-PI have fast response, less overshot and good tracking performance than the PI controller under complex references, sudden disturbance and extra load conditions. The second part of the thesis presents two observers which estimate speed and direction angle of the AGV for sensorless control. The sensorless control not only reduces the cost and size but also simplifies the procedures of system assembly and maintenance and, improves the reliability by eliminating the position sensor and related cabling connections. First, a switch mode current observer based on the measured and estimated currents and kinematic model of the AGV is introduced. Next, a particle filter observer based on the dynamic model of the independent actuators of left and right wheels of AGV is developed. The performance of the proposed observers is tested in the closed loop control of the AGV and compared with the extended Kalman filter. Experimental results show that the real velocity and direction angle of the vehicle are tracked better and the estimation errors are smaller when using the switch mode current observer and particle filter observer.Keywords: AGV, trajectory tracking, adaptive fuzzy control, sensorless control, fractional order PI control, particle filter. 130

Gelişen teknoloji ile birlikte maliyet, güvenlik ve hız açısından tüm sektörlerde insan faktörünün en aza indirilmesi büyük önem kazanmıştır. Buna paralel olarak insansız araçlar alanındaki çalışmalar artmıştır.Bu çalışma, yol hesabı güdüm sistemini kullanan bir otomatik yönlendirmeli aracın simülasyonunu, tasarımını ve gerçek zamanlı kontrolünü içermektedir. Araç, iki adet fırçalı dc motora bağlı arka tekerlekler ve önde bir sarhoş tekerlekten oluşan yapıdadır. Matematiksel modeli çıkarılan aracın, bu model üzerinden simülasyon sonuçları elde edilmiştir. Simülasyonda beklenen sonuçlar elde edildikten sonra aracın tasarımı bitirilip, laboratuar ortamında, gerçek zamanlı deneyler yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, aracın düşük frekanslarda, referans gövde açısı ve referans hızı iyi bir şekilde takip ettiğini göstermiştir. Yüksek frekanslarda aracın referans takibinin kabul edilebilir seviyelerde olması seçilen frekans aralığına bağlıdır.Elde edilen deneysel sonuçlar, simülasyon sonuçları ile karşılaştırıldığında, tasarlanan aracın, beklenen performansı gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. It has a growing interest to reduce human factor in the all trade sector together with developing technology in terms of cost, security and speed. As a result of these studies in the field of unmanned vehicle has increased.This study includes simulation, design and real time control of an Automated Guided Vehicle (AGV) using dead reckogning guidance system. The vehicle structure has rear wheels which are coupled to two brushed dc motor and a castor wheel in the front. The simulation results of the vehicle have been obtained using a mathematical model. After obtaining the expected results in the simulation, real-time experiments have been carried out following the design of the vehicle. Experimental results have demonstrated that the vehicle followed the reference body angle and reference velocity well at low frequencies. In higher frequencies the references that are in acceptable levels depend on frequency range selected.When the experimental results compared with the simulation results, it has been concluded that the expected performance from the designed vehicle has been obtained. 55

Günümüzde DC motorlar, ucuz olmaları, boyutlarının küçük olması ve kolay kontrol edilebilmeleri nedeniyle endüstriyel alanda ve robotik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu kadar yaygın kullanım alanı olan DC motorların kontrolü için ucuz ve daha az karmaşık donanım kullanılması mühendislik uygulamaları açısından oldukça önemlidir.Bu çalışmada, kayan kipli kontrol yöntemi kullanılarak, hem bir DC motorun kontrolü gerçekleştirilmiş hem de DC motorun durum kestirimi yapılmıştır.DC motorun akım ve hız kestiriminin gerçekleştirilebilmesi için bir gözlemci tasarlanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda gözlemci tarafından kestirilen DC motorun akım ve hız işaretlerinin, DC motorun gerçek akım ve hız işaretleriyle örtüştüğü tespit edilmiştir. Ayrıca bozucu faktörlerin sistem üzerindeki etkisi incelenmiştir. Kestirimi yapılan akım ve hız sinyallerinin, yüksek frekanslı bileşenlerinden arındırılabilmesi için alçak geçiren filtre kullanılmış ve filtreden dolayı oluşan gecikme problemi dışında yöntemin uygulanabilir olduğu deneysel sonuçlar ile gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: DC Motor, Kayan Kipli Kontrol, Akım Gözetleyici, Hız Tahmini Nowadays DC motors have been used commonly in industrial and robotic applications due to low cost, small dimensions and easily controllable. Using low cost and less complex hardware for the control of DC motors that have many usage areas is very important from engineering application point of view.In this study, sliding mode control method is both used for control and state estimation of a DC motor.In order to realize the current and speed estimation of DC motor, an observer is designed. The experimental results show that the estimated currents and speed of the DC motor match real ones. Moreover the effect of the disturbance on system is also investigated. A low pas filter is used to eliminate high frequency components of the estimated current and speed signals. Experimental results show that the considered method is applicable except the problems of delay due to usage of low pas filter.Keywords: DC Motor, Sliding Mode Control, Current Observer, Speed Estimation 47

Daimi mıknatıslı senkron (DMS) motorlar, yüksek verim, yüksek kalkış momenti ve sessiz çalışma gibi özelliklerinden dolayı gittikçe geniş bir kullanım alanı bulmaktadır. DMS motorların çalıştırılabilmesi için, bir kontrol sistemine ve rotor pozisyonunu belirleyen sensörlere ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak, sensörlerin maliyet, yer ve kararsızlık gibi dezavantajlarından dolayı, son yıllarda sensörsüz hız kontrolü önem kazanmıştır.Simülasyon çalışmalarında başarıyla yürütülen geleneksel PI denetleyici algoritmaları, aynı zamanda sayısal işaret işlemciye (DSP) yüklenmiş ve DMS motorun kontrolü deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçların, simülasyon çalışmalarından elde edilen sonuçlarla uyum içinde olduğu görülmüştür.DMS motoru kontrol etmek için rotor pozisyonunun bilinmesi gerekir. Birçok sürücü sitemlerinde rotor pozisyon açısı çözücü ya da pozisyon sensörü tarafından ölçülür. Bununla birlikte sensör kullanımının sürücü maliyeti noktasında ve güvenirlik gibi dezavantajları vardır. Son yıllarda DMS motorun pozisyon sensörsüz performansını geliştirmek için birçok sensörsüz sürücü yöntemi önerilmiştir.Yaygın kullanılan sinyal aktarım metodunda rotor pozisyonunu tahmin etmek için rotor pozisyonuna göre değişen endüktans kullanılır. Sinyal aktarım metodunda motor parametrelerine ihtiyaç yoktur. Endüktans değişimini algılamak için ilave sinyal olarak çeviriciden aktarılan yüksek frekanslı akım yada gerilim işareti kullanılır. Diğer yandan model tabanlı metotta herhangi bir test sinyaline ihtiyaç duyulmaz ve rotor pozisyonunu tahmin etmek için statordan gelen zıt emk'nın temel bileşeni olan akım ve gerilimler kullanılır.Bu çalışmada akım kestirimi için bir gözlemci önerildi ve akım kestirim hatalarından motorun hızı hesaplandı. Önerilen algoritmanın doğruluğu simülasyon sonuçları ile kanıtlandı.Anahtar Kelimeler: DMSM, Akım Gözetleyici, Hız Kestirimi Permanent magnet synchronous (PMS) motors are finding more widespread use due to their high efficiency, high starting torque and noiseless operation characteristics. The operation of PMS motors requires a control system and sensors to estimate rotor position. However, owing to some of their drawbacks such as cost, space requirement and instability, sensorless speed control has recently gained importance.The successful implementations of simulated conventional PI controller algorithms have been programmed into a digital signal processor, and control of PMS motor has been experimentally implemented. The results obtained from the experimental studies have been found to be in compliance with the results obtained from the simulation studies.To control a PMS motor, it is necessary to know the position of the rotor. In most variable speed drives system, the rotor position angle is measured by a shaft position sesnsor such as an optical encoder or a resolver. However, the utilization of the sensor causes several disadvanges from standpoint of drive cost and reliability problem. In recent years, many sensorless drive methods have been proposed for improving the performance of PMS motors without a position sensorIn commonly used signal-injection method, the inductance variation depending on the rotor position is used to estimate the rotor position. The signal-injection method does not require the motor parameters. An additional signal such as a high-frequency voltage or current component is injected from the inverter in order to detect the inductance variation. On the other hand, the model-based sensorless method does not need any additional test signal, and the rotor position and speed are estimated from the stator voltages and currents that are the fundamental components of the back electromotive force (EMF)In this study, an observer for the motor currents is proposed and the speed of the machine is calculated from the currents errors. The proposed algorithm is verified by simulation results.Keywords: PMSM, Current Observer, Speed Estimation 57