FPGA tabanlı genel amaçlı dı̇jı̇tal ikı̇z sı̇stemı̇nı̇n gelı̇ştı̇rı̇lmesı̇ ve robot sı̇mülatörü ı̇le bı̇rlı̇kte kullanılması

Endüstriyel uygulamaların birçoğu gerçekleştirilmeden önce, modellenerek, benzetim ortamında kontrol edilerek veya test edilerek incelenmektedir. Bu, kontrol sistemlerini tasarlamak, test etmek, süreç performansını optimize etmek veya operatörleri eğitmek için kullanılmaktadır. Genellikle, işletim sistemiyle çalışan bilgisayar tabanlı sistemlerle kolayca elde edilebilen bu benzetimler, yazılımsal bir bakış açısı sunar ve bu nedenle modellenmiş sistemin çalışma süresi ile benzetim süresi arasında büyük farklar oluşabilmektedir. Bu problemi çözmek için, gerçek zamanlı çalışabilen Gerçek Zamanlı Dijital Simülatör (Real Time Digital Simulator RTDS) veya dijital ikiz fikri ortaya çıkmıştır. Dijital sistemler, paralel çalışma kabiliyetine sahip olan Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Arrays FPGAs) gibi çözümlerle ihtiyacı tatmin edici bir şekilde karşılayabilmektedir. Bu tez çalışmasında, sabit mıknatıslı doğru akım motoru modellenerek FPGA üzerinde gerçek zamanlı olarak çalıştırılmıştır. Aynı koşullar altında, hem gerçek motor hem de modellenmiş FPGA tabanlı dijital ikizi gerçek zamanlı olarak çalıştırılmıştır. Hem dijital ikiz motorun hemde gerçek fiziksel motorun armatür akımları ve motor hızları anlık olarak aynı osiloskop ekranında incelenmiştir. Sonuçlar, dijital ikiz motor ile gerçek motor arasında yüksek doğrulukta benzer dinamiklerin elde edilebileceğini göstermiştir. Ayrıca PMDC motorların FPGA temelli dijital ikizi, robot simülasyon programı olan Webots uygulaması ile bir diferansiyel tahrikli mobil robotun motorlarının elektriksel tepkilerinin simülasyonu için ek simülatör olarak kullanılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda motorun akım, hız ve moment değişkenleri farklı yük ve yörüngeler için elde edilmiştir. Önerilen sistemle gerçek zamanlı uygulama ortamlarının dijital ikizlerinin elde edilebileceği gösterilmiştir.