Top Ve Plaka Sisteminin Modellenmesi Ve Kontrolü

Abstract

Top ve Plaka sistemi doğrusal olmayan ve birden fazla değişkene sahip bir sistemdir. Bu sistemin kararlılık kontrolü ve topun istenilen yörüngeyi izlemesinin kontrolü zor bir problemdir. Çünkü sistemin serbestlik derecesi sistemin sahip olduğu eyleyici sayısından fazladır ve sistemde kuplaj vardır. Ayrıca, sistem sürtünmelerden, hareket iletimindeki geri tepmelerden, ölçümde meydana gelen gecikmelerden, kararsız parametrelerden v.b. etkilenmektedir. Belirli varsayımlar yapılarak sistem matematiksel olarak modellenmiştir. Bu model için Faz ilerlemeli bir kontrol tasarlanmış ve Matlab’ta farklı referanslar için simülasyon gerçekleştirilmiştir. Simülasyondan elde edilen bilgiler ışığında bu sistem için bir mekanizma kurulmuştur. Bu mekanizma için; 1 demir top, 2 dc motor, 2 dc motor sürücüsü, iki ekseni aynı anda kontrol edebilmek için 1 PLC, 1 dokunmatik panel, 1 eğim ölçer ve PLC için AD modül kullanılmıştır. Metal plaka üzerinde bulunan top, metal plakanın kendi X ve Y ekseni üzerinde dikey olarak dönebilmesiyle hareket edebilmektedir. Topun plaka üzerindeki konumu; metal üzerine monte edilmiş dokunmatik panelden alınan sinyallerin işlenmesiyle elde edilmiştir. Top ve plaka sisteminin kararlılık kontrolü plaka üzerindeki topun istenilen bir konumda tutulmasıyla gerçeklenmiştir.

Ball and plate system is a nonlinear multi-variable system. Stabilization and desired trajectory tracking control of the ball and plate system are challenging problems because the system possesses more degrees of freedom than the number of actuators and it has mutual coupling. The system is also influenced by frictions, backlash effect in transmission, measurement time delay, parameters uncertainty and so on. First of all system is mathematically modeled with assumptions. Then, Phase-lead controller is designed and model is simulated in Matlab with different references. According to simulation results, electromechanical device is constructed. The system includes a metal flat plate, a small steel ball, 2 dc motors, 2 dc motor drivers, 1 PLC for simultaneous control of dc motors, 1 touch screen, 1 inclinometer and AD module for PLC. The plate can rotate around its X and Y axis in two orthogonal directions to make the ball move on the flat plate. Ball position will be sensed by touch screen that mounted on metal plate. Stabilization control of the ball and plate system is achieved by holding the ball in a specific position on the plate.