Research Article

KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ

Volume: 12 Number: 1 March 25, 2024
EN TR

KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ

Abstract

Sağlık ve biyomedikal cihaz teknolojileri günümüzün en önemli konuları arasında yer almaktadır. Son yıllarda teknolojide yaşanan gelişmeler ile birlikte, mikro ve makro ölçekli robotik sistemlerinin ilaç dozajlama, hücre ve DNA dizilimi oluşturma, görüntüleme ve bölgesel müdahale sistemi olarak geliştirilmesi üzerine çalışmalar ön plana çıkmaktadır. Çalışmada küçük ölçekli sistemlerde nesne taşıma, konum manipülasyonu vb. işlemlerde kullanılmak üzere doğrudan manyetik alan ile kontrol edilebilen tek serbestlik dereceli bir robot kol mekanizması(sarkaç) önerilmiştir. Sistemi yöneten elektrik ve mekanik denklem sistemi çıkartılmış, PID kontrolcü tasarımı yapılmıştır. Manyetik kuvvetlerin doğrusal olmayan davranışı nedeni ile Ziegler-Nichols metodları ile kontrolcü parametrelerinin belirlenemediği görülmüştür. PID kontrolcü parametreleri iteratif metodlar kullanılarak optimize edilerek elde edilmiştir. İterasyon algoritması 7 iterasyon sonucunda -0.1788 Aşma, 0.1634 Yerleşme ve 0.0298 mutlak hata ortalaması ile en iyi sonuşlara ulaşmıştır. Ulaşılan PID parametreleri ise kp=5.353, kd=0.2157 ve ki=21.5987’dir. Farklı dalga formlarında (basamak, üşgen ve sinüzoidal) kontrolcü davranışı incelenmiştir. Sistemde oluşan hatalar, kontrolcü gerilim çıkışı ve devrede oluşan akımlar görselleştirilerek detaylandırılmıştır. Çalışmada, 20A akım ile önerilen sarkaç modelinde pozisyon kontrolünün yapılabileceği gösterilmiştir.

Keywords

References

  1. Alba, E., Dorronsoro, B., 2005. The Exploration/Exploitation Tradeoff in Dynamic Cellular Genetic Algorithms. IEEE, Transactions on Evolutionary Computation, 9, 26-142. https://doi.org/10.1109/TEVC.2005.843751
  2. Altınel, İ.K., Öncan, T., 2005. A New Enhancement of the Clarke and Wright Savings Heuristic for the Capacitated Vehicle Routing Problem. Journal of the Operational Research Society, 56 (8), 954-961. https://doi.org/10.1057/palgrave.jors.2601916
  3. Goldberg, D., 1989. Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning. Reading, Boston: MA: Addison-Wesley Professional.
  4. Jaszkiewicz, A., Ishibuchi, H., Zhang, Q., 2012. Multiobjective Memetic Algorithms. F. Neri, C. Cotta, P. Moscato (Edt.), Handbook of Memetic Algorithms, içinde (s. 201-217). Berlin: Springer-Verlag, Berlin Heidelberg.
  5. Zhang, H., Liu, B., 2009. A New Genetic Algorithm for Order-Picking of Irregular Warehouse. International Conference on Environmental Science and Information Application Technology, 1, 121-124. https://doi.org/10.1109/ESIAT.2009.131
  6. Abbes, M., Belharet, K., Souissi, M., Mekki, H., & Poisson, G., 2023. Design of a Robotized Magnetic Platform for Targeted Drug Delivery in the Cochlea. IRBM, 44(1), 100728. https://doi.org/10.1016/j.irbm.2022.06.003
  7. Al-Mdallal, Q. M., Syam, M. I., & Anwar, M. N., 2010. A collocation-shooting method for solving fractional boundary value problems. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 15(12), 3814-3822. https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2010.01.020
  8. Zheng, B., Li, C. Y., Huang, S., Zhang, Z. L., Wu, Q. S., Pang, D. W., & Tang, H. W., 2022. Optical tweezers assisted analyzing and sorting of tumor cells tagged with fluorescence nanospheres in a microfluidic chip, Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 368, 2022, 132173, ISSN 0925-4005, https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.132173.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Computer Software

Journal Section

Research Article

Publication Date

March 25, 2024

Submission Date

June 21, 2023

Acceptance Date

January 26, 2024

Published in Issue

Year 2024 Volume: 12 Number: 1

APA
Yıldız, H. (2024). KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ. Mühendislik Bilimleri Ve Tasarım Dergisi, 12(1), 75-87. https://doi.org/10.21923/jesd.1318257
AMA
1.Yıldız H. KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ. JESD. 2024;12(1):75-87. doi:10.21923/jesd.1318257
Chicago
Yıldız, Hüseyin. 2024. “KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ”. Mühendislik Bilimleri Ve Tasarım Dergisi 12 (1): 75-87. https://doi.org/10.21923/jesd.1318257.
EndNote
Yıldız H (March 1, 2024) KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 12 1 75–87.
IEEE
[1]H. Yıldız, “KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ”, JESD, vol. 12, no. 1, pp. 75–87, Mar. 2024, doi: 10.21923/jesd.1318257.
ISNAD
Yıldız, Hüseyin. “KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ”. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 12/1 (March 1, 2024): 75-87. https://doi.org/10.21923/jesd.1318257.
JAMA
1.Yıldız H. KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ. JESD. 2024;12:75–87.
MLA
Yıldız, Hüseyin. “KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ”. Mühendislik Bilimleri Ve Tasarım Dergisi, vol. 12, no. 1, Mar. 2024, pp. 75-87, doi:10.21923/jesd.1318257.
Vancouver
1.Hüseyin Yıldız. KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ. JESD. 2024 Mar. 1;12(1):75-87. doi:10.21923/jesd.1318257

Cited By