İnsansız bir kara aracı için hız denetim sistemi tasarımı ve uygulaması

Abstract

İnsansız kara araçları, askeri veya sivil bir görevi yerine getirmek amacıyla insan tarafından uzaktan kontrol edilebilen ya da kendi başına hareket edebilen kara araçlarına verilen genel tanımlamadır. İnsansız kara araçları keşif, gözetleme, istihbarat, savunma, iç güvenlik gibi askeri görevler ile toplu taşıma, maden arama gibi sivil görevlerde de kullanılmaktadırlar. Günümüzde gerek sivil gerekse askeri alanlarda insansız kara araçlarının kullanımı her geçen gün yaygınlaşmaktadır.İnsansız araçlarda hız denetimi temel olarak, aracın hızını kullanıcı ya da üst seviye bir denetleç tarafından istenilen değer etrafında kabul edilebilir bir aralıkta tutma işlemine denilmektedir. Genellikle insansız kara araçlarına hedef noktalar verilerek gidecekleri yol tanımlanmakta ve bu yol üzerinde istenilen hız değerleri verilmektedir. Araç tarafından istenilen hız değerlerinin sağlanması görev süresi açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada ASELSAN tarafından geliştirilmekte olan bir insansız kara aracının (İzci) hız denetimi incelenmiştir.İzci insansız kara aracının hız denetimi için Özayarlamalı OTüm (Oransal-Tümlevsel) Denetim, Özayarlamalı SÜGÖNDE (Sürekli Zaman Genelleştirilmiş Öngörülü Denetim) ve Kayan Kipli Denetim yöntemleri kullanılmıştır. Denetim yöntemlerinin ilk deneme ve geliştirme çalışmaları için benzetim modeli geliştirilmiştir. Benzetim modelindeki denemelerde başarılı olan denetim yöntemleri araç üzerinde de denenmiştir. Denemeler sonucu elde edilen veriler incelenmiş, değerlendirilmiş ve denetim yöntemlerinin başarımları karşılaştırılmıştır.

Unmanned ground vehicles is the general definition of the ground vehicles which are remotely controlled by human or autonomously moving to accomplish a military or civilian mission. Unmanned ground vehicles are used in military missions such as observation, reconnaissance, intelligence, defense, homeland security and also in civilian missions like public transportation, mineral exploration etc. Nowadays, the usage of unmanned ground vehicles is becoming widespread both in civilian and military areas.Speed control in unmanned ground vehicles basically means holding the vehicle speed within acceptable interval around the value desired by an operator or a high level vehicle controller. Usually the path to be followed is given to the unmanned ground vehicles with waypoints and desired speed values on the path. Achievement of the desired speed values by the vehicle is very important in terms of mission duration. In this study, the speed control problem of İzci, an unmanned ground vehicle, which has been developed by ASELSAN is investigated.For the speed control of Izci unmanned ground vehicle, Self-Tuning PI (Proportional-Integral) Control, Self-Tuning CGPC (Continuous Time Generalized Predictive Control) and Sliding Mode Control techniques were used. A simulation model was developed for the first testing and improvement work of the control techniques. The control techniques that performed well in tests with simulation model were also tested on the unmanned ground vehicle. The data obtained from these tests were investigated, evaluated and the performances of the control techniques were compared.