Nanometre hassasiyetinde robotik taşıma sistemi tasarımı

Bu tez kapsamında nanometre hassasiyetinde istenen değerde doğrusal biçimde bir uzama hareketi yapabilen doğrusal bir piezoelektrik motor sistemi ve denetimi için piezoelektrik eyleyici tasarlanmıştır. Bu çalışmada sadece maddenin hareketinin mikroskop görüntüleri ile ölçülmesi ve istenilen konuma gelip orada kalabilecek kadar kararlı bir denetleyici tasarımı olacaktır. Nanometre hassasiyetindete bir motorun tasarlanması için Piezoelektrik madde kullanılmalıdır. Diğer tür motorlarda istenilen hassasiyetin yakalanması piezoelektrik maddeye göre çok daha zordur. Piezoelektrik maddenin özelliği gereği yüksek gerilimlerde düşük yer değiştirme oranlarına sahip olmalarıdır. Bu tezde kullanılan piezoelektrik madde için önerilen voltaj değişimi 0-150volt aralığında olup bu gerilim değişiminde uzama miktarı kullanılan piezoelektrik malzemeye göre 0-40mikrometre yer değiştirmeye sahiptir. Bu tez kapsamında ilk önce piezoelektrik madde için bir sürücü devresi tasarlanmıştır. Bu sürücü devresi PWM tekniği ile çalışan bir sürücü devresidir. Tasarlanan sürücü devresi Bilgisayar ortamında modellenerek PWM tekniği ile nasıl çalıştığı ve istenilen şartları sağladığı kontrol edilmiştir. Piezoelektrik madde çok az yer değiştirmeye sahip olduğu için görüntü işleme teknikleri ile yerdeğiştirme miktarı ölçülmüştür. Bu ölçüm tasarlanan geribeslemeli denetim sisteminin geribesleme bilgisi olarak kullanılarak, istenen uzama miktarı ile arasındaki hata en aza indirilmeye çalışılmıştır. Denetim algoritması olarak PID denetleyici kullanılmıştır. Kamera ile ölçülen yerdeğiştirme bilgisi arzu edilen uzama değerinden çıkarılarak PID denetleyiciye gönderilmiş ve istenilen yerdeğiştirmeye göre bir denetim sinyalinin üretilip PWM tekniği ile piezoelektrik sürücüye gönderilmesi sağlanmıştır.