Akademik Veri Yönetim Sistemi
YILMAZ S. (Yürütücü), YILMAZ G.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Doktora, 2022 - 2024
Otonom su altı araçları (OSA) bilimsel, ticari ve askeri alanlar başta olmak üzere birçok su altı uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu araçlar, su altındaki görevleri otonom olarak yerine getirebilmek için çeşitli rehberlik ve kontrol sistemlerine ihtiyaç duyarlar. OSA’ların modellenmesi, sistem tanımlaması ve kontrolü, hala aktif araştırma ve geliştirme alanları içinde yer almaktadır.
Tez, iki aşamadan oluşmaktadır; ilk aşama aracın tasarımı ve yapımını içerirken, ikinci aşama aracın modellenmesi, sistem tanımlaması ve kontrol sisteminin benzetimi ile ilgilidir. Aracın tasarımı ve geliştirilmesi, mekanik ve elektrik sistemlerin uygulanmasını ve alt sistemlerin entegrasyonunu içermektedir. Bu amaçla tez çalışması kapsamında düşük hızlı, denge durumunu koruyabilen, modüler ve simetrik yapılı bir su altı aracı geliştirilmiştir. RedFin adını verdiğimiz aracın, ulusal insansız su altı sistemleri yarışmalarında Kocaeli Üniversitesi Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü’nü temsil etmesi planlanmaktadır. İkinci aşamada RedFin Su altı aracı’nın dinamik parametreleri çıkarılarak, sistemin dinamik modeli elde edilmiştir. Aracın dinamik model parametrelerinin tanımlamasında, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ve analitik hesaplama tekniklerinden yararlanıldı. Statik ve dinamik havuz deneyleri ile model doğrulama çalışması yapıldı. Deneysel verilerden parametreleri tahmin etmek için en küçük kareler tahmin yöntemi (EKK) kullanıldı.
Basit olmaları ve uygulama kolaylıkları nedeniyle PID (Orantılı-İntegral-Türevsel) denetleyiciler, birçok endüstriyel sistemin kontrolünde kullanılmaktadır. Tamsayılı olmayan diferansiyel denklemler ile tanımlanan dinamik modeller için Kesir Dereceli PID (KDPID) kontrol algoritması geliştirilmiştir ve daha hassas çözümler sunmaktadır. Bu çalışmada önce PID parametrelerinin daha sonra KDPID parametrelerinin optimizasyonu için sezgisel optimizasyon algoritmalarından Salp Sürüsü Algoritması (SSA) kullanılmıştır. SSA, salp deniz canlısının yiyecek arayışı sırasında sürü olarak davranışlarından ilham almaktadır. SSA'daki salpler, PID veya KDPID parametrelerini temsil eder ve uygunluk fonksiyonu olarak; hatanın mutlak değerinin integrali (IAE) kullanılmıştır. Yapılan benzetimlerde, SSA-KDPID’nin, SSA-PID’ye göre OSA’nın farklı yörüngeleri izlemede daha başarılı olduğu gözlenmiştir.