Tek serbestlik dereceli elektrodinamik levitasyon platformunun modelleme ve kontrolü
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Mekatronik Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Kadir Erkan
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Günümüzde, teknolojinin ilerlemesiyle beraber uzay araştırmalarına olan ilgi ve çalışmalar artmıştır. Bu araştırmaların dünya dışı süreçlerinde kullanılacak olan araçların uzay koşullarına uyum sağlayacak şekilde tasarlanması gerekmektedir. Teorik olarak uyumlu tasarlanmış ve üretilmiş bu araçların deneysel çalışmaları için yeryüzünde mikro yerçekimi ortamını taklit edebilecek test düzeneklerine ihtiyaç duyulmaktadır. Mevcut yöntemler maliyet, hassasiyet ve erişilebilirlik gibi etkenler nedeniyle kısıtlıdır. Alternatif bir yöntem olarak geliştirilen elektrodinamik levitasyon tabanlı mikro yerçekimi platformu mevcut yöntemlere kıyasla daha avantajlı bir yöntemdir. Manyetik levitasyon sayesinde fiziksel temas gerektirmeden kuvvet aktarımını sağlayan yapısı, hassas kontrol sağlama imkanı sunması ve maaliyetin görece düşük olması bu sistemi tercih edilebilir kılmaktadır. Geliştirilen platform iletken plaka üzerinde dönerek elektrodinamik kuvvet oluşumunu sağlayan Halbach dizisi diskleri ile belirli bir yükseklikte havada dengelenmektedir. Halbach diskleri kalıcı mıknatısların kutup yönleri ve geometrik yapı dikkate alınarak manyetik akı yoğunluğunun diskin bir yüzeyinde daha fazla oluşmasını hedefleyen özel bir dizilimdir. Oluşan manyetik alana iletken plaka üzerinde belirli bir mesafede hareket kazandırılarak manyetik kuvvet elde edilmektedir. Temel hedef platformun toplam ağırlığını elde edilen kuvvetlerle belirli bir hava aralığında dengeleyerek sistemi havada tutmaktır. Bu çalışmada dört adet Halbach diskine sahip elektrodinamik levitasyon tabanlı mikro yerçekimi platformu kullanılmaktadır. Sistem yapısı gereği marjinal kararlı bir davranış göstermektedir. Sistemi isterlere uygun şekilde kararlı hale getirmek amacıyla kuvvet modeli elde edilerek hava aralığı kontrolü için kontrolör tasarımı yapılmıştır. Farklı kontrolör yapıları tasarlanarak MATLAB Simulink ortamında benzetim çalışmaları yapılmıştır. Sistem davranışını ve tasarlanan kontrolör yapılarının gerçek zamanlı performanslarını gözlemlemek amacıyla oluşturulan test düzeneği kullanılarak yapılan teorik çalışmalar gerçek zamanlı deneylerle test edilmiştir.