Araştırma Makalesi

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

Cilt: 12 Sayı: 1 25 Mart 2024
PDF İndir
EN TR

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

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  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.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Bilgisayar Yazılımı

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

25 Mart 2024

Gönderilme Tarihi

21 Haziran 2023

Kabul Tarihi

26 Ocak 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 12 Sayı: 1

Kaynak Göster

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. MBTD. 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 (01 Mart 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”, MBTD, c. 12, sy 1, ss. 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 (01 Mart 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. MBTD. 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, c. 12, sy 1, Mart 2024, ss. 75-87, doi:10.21923/jesd.1318257.
Vancouver
1.Hüseyin Yıldız. KÜÇÜK ÖLÇEKLİ, TEK EKLEMLİ MANYETİK SARKAÇ MEKANİZMASININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ BENZETİMİ VE PID KONTROLÜ. MBTD. 01 Mart 2024;12(1):75-87. doi:10.21923/jesd.1318257

Cited By