LEE- Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği-Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 1 / 1
-
ÖgeBelirli deniz koşullarında seyreden bir geminin rota kontrolü(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021)Günümüz dünyasında otomatik sistemlerin teknolojiyle birlikte hızla geliştirilmesi ve hemen hemen her alanda kullanılıyor olması beraberinde kontrol sistemlerini de ilgi çekici hale getirmiştir. Araştırmacılar kendi alanlarında bu sistemleri geliştirmek ve uygulanabilirliği arttırmak amacıyla çalışmalarını hızlandırmıştır. Özellikle her bir sistem için hedeflenen ana verim parametrelerine bağlı olarak sistemin fayda verecek yönlerini daha efektif hale getirmek hedeflenmektedir. Paket programlar kullanılarak kontrol edilmek istenen sistemin matematiksel modeli oluşturularak sistemin kontrol edilebilirliği incelenmekte ve sistemin ne amaçla kullanılacaksa amacına yönelik olarak geliştirilebilirliği araştırılmaktadır. Bu tez çalışmasında, ilk aşamada gemi manevra hesaplamalarında kullanılan matematiksel modellerden iki tanesi seçilmiştir. Bu manevra modelleri literatürde MMG (Manoeuvring Modelling Group) ve Abkowitz model olarak bilinen matematiksel ifadelerdir. İki model için de Matlab-Simulink'te matematiksel model olu¸sturulmu¸stur.Literatürde standart olarak uygulanan dönme testi ve zigzag testleri yapılmış ve gemiye ait boyutsuz hidrodinamik katsayıların bilindiği iki farklı gemi seçilmiştir. Simülasyonda kullanılacak manevra modeli için bilinmesi gereken hidrodinamik katsayılara bağlı olarak Abkowitz veya MMG modelden biri seçilerek simülasyonlar gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar kıyaslanmıştır. Bu gemilerden ilki balıkçı gemisi diğeri ise KVLCC2 tankeridir. Balıkçı gemisi için bilinen temel büyüklükler ile hidrodinamik katsayılara bağlı olarak Abkowitz model, KVLCC2 tankeri için ise MMG model seçilmiştir. Böylece iki manevra modeli içeren bir simülatör oluşturulmuştur. İkinci aşamada ise bu matematiksel modeller kullanılarak geminin başlangıç durumundaki koordinatlarından hareketle başka bir veya birden fazla koordinata olan hareketinde izleyeceği rotanın kontrolü yapılmıştır. Rota kontrolü yapılırken belirlenen dış kuvvetlerin gemiye etki ettiği düşünülerek senaryolar üretilmiştir. Bu belirlenen senaryolar için geminin hedeflenen nokta veya noktalara ulaşması için kontrol sistemi oluşturulmuştur. Literatürde standart PD (Proportional-Derivative) kontrol olarak bilinen kontrol sistemi ve bu kontrol sistemine ilave olarak eklenen bulanık mantık kontrol sistemi (Fuzzy Logic Controller) uygulanmıştır. Her iki manevra modeli için belirlenen senaryolar altında hem PD kontrol hem de PD-Fuzzy kontrol sistemleri uygulanarak simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Tezdeki uygulamalardan ilki Üsküdar-Beşiktaş arası rota takibi ¸seklinde yapılan uygulamadır. İstanbul Boğazı'nda akıntı durumu göz önünde bulundurulmuş ve bu akıntı durumunda Üsküdar-Beşiktaş arası simülasyon gerçekleştirilmiştir. Üsküdar-Beşiktaş hattında kullanılan gemilerin boyları dikkate alındığında balıkçı gemisinin boyutlarına yakınlığı sebebiyle balıkçı gemisi seçilmiştir. Balıkçı gemisine ait bilinen temel büyüklükler ve hidrodinamik katsayılara istinaden simülatörde yer alan iki farklı manevra modelinden Abkowitz model seçilmiştir. Simülasyonlar gerçekleştirilirken hem PD kontrol hem de PD-Fuzzy kontrol sistemi kullanılmıştır. Simülasyon sonucu elde edilen rotanın tutarlı bir rota olup olmadığı hakkında bilgi edinmek için bu hatta yolcu taşıyan gemilerin rotaları önceden telefona yüklenebilen bir uygulama ile aynı gün içinde Üsküdar-Beşiktaş ve Beşiktaş-Üsküdar arası 3'er defa olmak üzere toplamda 6 sefer yapılarak kayıt edilmiştir. Elde edilen bu rotalar ile iki farklı kontrol grubuyla oluşturulmuş simülasyonlar sonucu elde edilen rotalar kıyaslanmış ve gerçekte var olan İstanbul Boğaz trafiği de göz önüne alınarak kıyaslanmıştır. Tezin içeriğinde bulunan bir diğer uygulama ise hedeflenen ardışık koordinatlarla oluşturulan güzergah seyir simülasyonudur. Bu uygulamada önceden dönme testi ve zigzag testi yapılmış ve gemiye ait hidrodinamik katsayıları bilinen KVLCC2 gemisi göz önüne alınmıştır. Daha önce MMG model ile oluşturulan matematiksel modele tıpkı bir önceki uygulamada kullanılan kontrol sistemleri eklenmiştir. Bu kontrol sistemleri PD kontrolör ve PD-Fuzzy kontrolördür. Ardışık koordinatların takibi simülasyonu için sekiz farklı koordinat belirlenmiş ve geminin bu koordinatları takip ederek belirlenen güzergahı geçme uygulaması yapılmıştır. Bu uygulama için toplamda üç farklı senaryo oluşturulmuştur. Bunlardan birincisi geçiş süresince herhangi bir dış kuvvetin etkisinin olmadığı varsayılmıştır. İkinci senaryoda geçiş süresince aynı hızda fakat yönü birbirini takip eden koordinatlara bağlı olarak değişen bir akıntının etki ettiği düşünülmüştür. Üçüncü senaryoda ise ikinci senaryodaki akıntıya ek olarak sabit hızla belirlenen bir yönden esen rüzgarın etkisi de modellenerek simülasyon gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak her iki rota takibi uygulaması ile gemilerin hedeflenen koordinatlara ulaşıp ulaşmadığı ve farklı kontrol sistemlerinin uygulamadaki farklılıkları değerlendirilmiştir. Bu çalışmanın devamında yapılabilecek çalışmalar önerilerek oluşturulan simülatörün geliştirilme hedefleri belirlenmiştir. Oluşturulan bu simülatör vasıtasıyla geminin seyir bölgesine ve amacına göre, seyir esnasında olabilecek dış kuvvetlerin etkisiyle izlenecek olası rotanın belirlenmesi, seyir güvenliğini bozacak durumların söz konusu olduğu bölgelerin belirlenmesi açısından önemi vurgulanmıştır.