DENİZ ARAÇLARI İÇİN İKİ EKSENLİ GÖRÜŞ HATTI STABİLİZASYON SİSTEMİ TASARIMI

Yıl 2017, Cilt: 5 Sayı: 1, 119 - 137, 20.03.2017

Necmi Altın Melih Sarp

Öz

Görüş hattı stabilizasyonuna sahip hareketli platform sistemleri, platform zeminindeki açısal titreşimlerin platform sistemine bağlanan görüş veya lazer sistemlerinin görüş eksenlerine taşınmasını engelleyerek, durağan bir görüntü elde edilmesini veya durağan bir işaretleme yapılmasını sağlamaktadır. Bu çalışmada deniz taşıtlarında kullanılabilecek ve düşük frekanslı bozunumlara maruz kalabilecek iki eksen hareketli platform sistemi tasarlanmıştır Bu sistemlerde hareket sağlayıcı olarak sıklıkla kullanılan doğrudan kontrollü DA tork motoru yerine çıkışına harmonic drive dişli sistemi bağlı olan fırçasız doğru akım motoru ele alınmıştır. Harmonic drive dişli sistemi gerekli stabilizasyon hassasiyetinin elde edilmesi için yeterli olduğundan, yüksek frekanslı bozunumlar altında ihtiyaç duyulan ve yüksek tork ihtiyacından dolayı oldukça hacimli ve ağırlıklı olan doğrudan kontrollü motorlara gerek kalmamıştır. Bu çalışmada öncelikli olarak hareketli platform sisteminin bağlı olduğu zeminin açısal hareketleri göz onunda bulundurularak açısal hız ve tork ilişkisi elde edilmiştir. Daha sonra ise yükseliş ekseni ve yan eksen etrafındaki hareketlerin birbiri üzerinde oluşturdukları tork bozunumlarından kaynaklanan çapraz kuplaj etkisi hesaplanmıştır. Bütün bunlarla birlikte fırçasız doğru akım motorunun matematiksel modeli ve vektör kontrol yöntemi de kullanılarak her bir eksen için stabilizasyon kontrol döngüsü tasarlanmıştır. Son olarak ise bütün model Simulink ortamında çalıştırılarak test edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Görüş hattı stabilizasyonu, Gimbal Sistemi, Jiroskop, Stabilizasyon döngüsü

Kaynakça

• Rue, A.K., Precision stabilization systems, IEEETrans. Aerospace and Electronic Systems, 1974, Vol. AES-10, No. 1, pp. 34-42.
• Daniel, R., Mass properties factors in achieving stable imagery from a gimbal mounted camera, SPIE Airborne Intelligence, Surveillance, Reconnaissance (ISR) Systems and Applications , 2008, Vol. 6946, doi:10.1117/12.778245.
• Yu, S. ve Zhao, Y., A New measurement method for unbalanced moments in a two axes gimbaled seeker, Chinese Journal of Aeronautics, 2010, Vol. 23, No. 1, pp. 117-122.
• Han, Y., Lu, Y. ve Qiu, H., An Improved Control Scheme of Gyro Stabilization Electro-Optical Platform, IEEE International Conference on Control and Automation, Guangzhou, 2007.
• Ji, W., Li, Q. ve Xu, B., Design Study of Adaptive Fuzzy PID Controller for LOS Stabilized System, Sixth International Conference on Intelligent Systems Design and Applications, 2006, ISDA '06. , Jinan.
• Algrain, M. C. Ve Quinn, J., Accelerometer based line-of-sight stabilization approach for pointing and tracking systems, Second IEEE Conference on Control Applications, 1993, Vancouver, BC.
• Masten, M.K., Inertially stabilized platform for optical imaging systems. IEEE Control Systems Magazine, 2008, Vol. 28, pp. 47-64
• Daniel, R., Mass properties factors in achieving stable imagery from a gimbal mounted camera, SPIE Airborne Intelligence, Surveillance, Reconnaissance (ISR) Systems and Applications, 2008, Vol. 6946, doi:10.1117/12.778245...
• Hilkert, J.M., Inertially Stabilized Platform Technology: CONCEPTS AND PRINCIPLES, IEEE Control Systems Magazine, 2008, Vol. 28, pp. 26-46
• Ekstrand, B., Equation of motion for a two axes gimbal system. IEEE Trans. On Aerospace and Electronic Systems, 2001, Vol. 37, No. 3, pp. 1083-1091.