İki tekerlekli denge araçları için geribeslemeli doğrusallaştırma tabanlı denetleyici tasarımı

Bu tez çalışmasında iki tekerlekli kendini dengeleyen bir aracın denetimi gerçekleştirilmiştir. Aracın matematiksel modellemeleri enerji tabanlı Lagrangian yöntemi ile dinamik ve durum uzay denklemleri olarak oluşturulmuştur. İki tekerlekli denge aracı SolidWorks çizim ortamında 3 boyutlu olarak tasarımı gerçekleştirilmiş ve Matlab/Simulink ortamına aktarılmıştır. Araç Matlab/Simulink ortamında hazırlanan denetleyiciye bağlanarak 3 boyutlu ortamda denetimi yapılmıştır. Ayrıca ters sarkaç sisteminin eğim ve konumunu izleyebilmek için 2 boyutlu simülasyonu da gerçekleştirilmiştir. Aracın denetiminde konumunun yanında denge açısının, sol/sağ dönüş açısı ve hızının denetimi yapılmıştır. Bu denetimler esnasında motorlara aktarılması gereken enerji miktarı sürtünme enerjileri dâhil edilerek verilmiştir. İki tekerlekli denge aracının denetimi için tam durum geribeslemeli doğrusallaştırma, kutup atama ve lineer kuadratik regülatör denetim metotları kullanılmıştır. Kullanılan denetim metotlarının konum, denge açısı, hız ve motor tork değişimlerinin grafikleri verilerek karşılaştırmaları yapılmıştır. Yapılan karşılaştırmalarda geribeslemeli doğrusallaştırma yönteminin aynı şartlarda kutup atama ve lineer kuadratik regülatör' den daha iyi performans verdiği görülmüştür. Geribeslemeli doğrusallaştırma denetim yöntemi iki tekerlekli kendini dengeleyen aracı istenilen konuma götürmede diğerlerinden daha hızlı olmasının yanında denge açısındaki bozulma ise fazla olmamıştır. Lineer kuadratik regülatör 'ün düşük enerji kullanımının yanında performansının da düşük olduğu gözlemlenmiştir.