Namlu Stabilizasyonunun Kayan Kipli Kontrol Yöntemi Desteği İle Dört Bacaklı Bir Robot Üzerinde Uygulanması

Savunma alanında yapılan çalışmalarda ele alınan silah sistemlerinin kolay kontrol edilebilir ve yüksek hassasiyetliolması beklenmektedir. Silah sistemlerinin başarılı bir şekilde hedef takibi yapabilmesi namlu stabilizasyonsistemi ile mümkündür. Silah kulesi stabilizasyon çalışmaları ile geliştirilen savunma teknolojilerinin önemigünümüzde gittikçe artmaktadır. Robot teknolojisinin gelişmesine bağlı olarak gelecekte savunma sistemlerinderobotların kullanımı da kaçınılmaz olacaktır. Bu çalışmada 4 ayaklı bir robot üzerine yerleştirilmiş namlusisteminin stabilizasyonu ele alınmıştır. Bunun için, üzerine namlu sistemi yerleştirilmiş 4 bacaklı bir robotundüzlemsel hareketini temsil eden bir matematiksel model elde edilmiştir. Sistem toplamda 12 bağımsız eksendenoluşmaktadır. Kayan kipli kontrol yöntemi kullanılarak robotun hareketli durumlarında namlunun stabilizasyonuiçin kontroller gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, robotun yürüme hareketinin kontrolünde PID kontrolyönteminden yararlanılmıştır. Bu çalışma ile, üzerine silah kulesi yerleştirilmiş dört bacaklı bir robotun, savunmasanayisinde kullanılabileceği ve namlu stabilizasyonunun kayan kipli kontrol ile gerçekleştirilebileceği ortayakonulmuştur. Simülasyonlar için MATLAB paket programı kullanılmış ve elde edilen sonuçlar grafiksel olarakdeğerlendirilmiştir.

Application of the Gun Barrel Stabilization on a Four-Legged Robot with the aid of Sliding Mode Control Method

It is expected that the weapon systems discussed in the field of defense will be easily controllable and high sensitivity. It is possible with the gun barrel stabilization system that the weapon systems can successfully follow the target. The importance of defense technologies developed with gun barrel stabilization studies is increasing day by day. Due to the development of robot technology, the usage of robots in defense systems in the future will also be inevitable. In this study, stabilization of the gun barrel system placed on a 4-legged robot is discussed. For this, a mathematical model representing the planar motion of a 4-legged robot with a gun barrel system was obtained. The system consists of 12 independent axes in total. Controls were realized for the gun barrel stabilization in moving situations by using the sliding mode control method. In this study, it was revealed that a four-legged robot with a gun turret placed on it can be used in the defense industry and the gun barrel stabilization can be implemented with sliding-mode control. MATLAB package program was used for the simulations and the results were analyzed graphically.

PDF

___

[1] Işık H. 2016. Namlu İçerisindeki Balistik Parametrelerin Modellenmesi. The Journal of Defense Sciences, 15: 159.
[2] Afacan K. 2004. Bir Stabilizasyon Sisteminin Modellenmesi ve Kontrolü. Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 89s, Ankara.
[3] Songül S. 2014. Tank Namlusu Stabilizasyon Sisteminin Arduino ile Uygulanması ve Deneysel Düzeneğinin Hazırlanması. Trakya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 66s, Edirne.
[4] Gümüşay Ö. 2006. Herhangi Bir Araziden Gelen Bozucu Etkiler Altındaki Taret Alt Sistemlerinin Akıllı Stabilizasyon Denetimi. Ortaduğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 167s, Ankara.
[5] Korobiichuk I. 2016. Mathematical Model of Presicion Sensor for an Automatic Weapons Stabilizer System. Measurement, 89: 151-158.
[6] Kline A., Ahner D., Hill R. 2019. The Weapon-Target Assignement Problem. Computer and Operations Research, 105: 226-236.
[7] Gor M.M., Pathak P.M., Samantaray A.K., Yang J.M., Kwak S.W. 2015. Control Oriented Model-Based Simulation and Experimental Studies on a Compliant Legged Quadruped Robot. Robotics and Autonomous Systems, 72: 217-234.
[8] Ganesh K.K., Pathak P.M. 2013. Dynamic Modelling & Simulation of a Four Legged Jumping Robot with Compliant Legs. Robotics and Autonomous Systems, 61: 221-228.
[9] Gao, Z., Shi, Q., Fukuda, T., Li, C., Huang, Q. 2019. An overview of biomimetic robots with animal behaviours. Neurocomputing, 332: 339-350.
[10] Dhaoudai R., Hatab A.A. 2013. Dynamic Modelling of Differential-Drive Mobile Robots Using Lagrange and Newton-Euler Methodologies: A Unified Framework. Advanced in Robotics and Automation, 2: 3.
[11] Beckers T., Kulić D., Hirche S. 2019. Stable Gaussian process based tracking control of EulerLagrange systems. Automatica, 103: 390-397.
[12] Goodwin C.G., Graebe S.F., Salgado M.E. 2000. Control System Design. Prentice Hall, pp: 158- 159.
[13] Jakimovski B. 2011. Biologically Inspired Approaches for Locomotion, Anomaly Detection and Reconfiguration for Walking Robots. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
[14] Pei Z., Song L., Chen B., Guo X. 2012. Adaptive Control of a Quadruped Robot Based on Central Pattern Generators, IEEE.
[15] Santos C.P., Matos V. 2011. Gait Transition and Modulation in a Quadruped Robot: A BrainstemLike Modulation Approach. Robotics and Autonomous Systems, 59: 620-634.
[16] Rahmat M.S., Hudha K., Idris A.M., Amer N.H. 2016. Sliding Mode Control of Target Tracking System for Two Degrees of Freedom Gun Turret Model. Advanced in Military Technology, 11 (1): 13-28.
[17] Young K.D., Utkin V.I., Ozguner U. 1999. A Control Engineer’s Guide to Sliding Mode Control. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 7 (3): 328-342.
[18] Edwards C., Spurgeon S.K. 1998. Sliding Mode Control. Theory and Applications, London, Taylor and Francis.