Precision control under the effect of friction requires an effective compensation of friction. Since friction has a complex and highly nonlinear behaviour, it is generally insufficient to represent the friction in a dynamic control system only with a linear viscous model, which is mostly valid in high-velocity motions. Especially when the control system moves near zero velocity regions or changes the direction of motion, an accurate modelling of friction including the low-velocity dynamic behaviour is a prerequisite to obtain a more complete and realistic dynamic model of the system. Furthermore, the parameters of the friction model should be identified as accurate as possible in order to attain a satisfactory performance. Therefore, the parameters of the friction should be estimated regarding the working conditions. The estimated friction force can then be used to improve the controlled performance of the dynamic system under consideration.In this thesis, the modelling, identification and compensation of friction in a rotary mechanical system are studied. The effectiveness of the existing friction models in the literature are investigated; namely the classical Coulomb with viscous friction model, the Stribeck friction model, the LuGre friction model, and the Generalized Maxwell-Slip (GMS) friction model. All friction models are applied to the system together with the same linear, proportional with derivative (PD)-type and proportional with integral and derivative (PID)-type feedback control actions for the sake of being faithful in comparison. The accuracy of the friction compensation methods is examined separately for both the low-velocity and high-velocity motions of the system. The precision of friction estimation is also shown in the case of using both the desired velocity and measured velocity as an input to the friction models.These control studies are verified in simulation environment and the corresponding results are given. Furthermore, an experimental set-up is designed and manufactured as a case study. The parameters of the aforementioned friction models are identified and the control laws with different friction models are applied to the system in order to demonstrate the compensation capabilities of the models. The results of the experiments are evaluated by comparing them among each other and with the simulation results.Keywords: Friction, friction models, friction compensation, control under friction, fixed parameter friction compensation.

Sürtünme etkisi altında hassas denetim, sürtünmenin etkin bir biçimde telafisini gerektirir. Sürtünmenin karışık ve son derece doğrusal olmayan bir davranışa sahip olmasından dolayı, dinamik bir sistemdeki sürtünmeyi sadece, çoğunlukla yüksek hızlı hareketlerde geçerli olan doğrusal bir viskoz sürtünme modeli ile temsil etmek genellikle yetersiz kalır. Denetim sistemi, özellikle hızın sıfır olduğu bölgelere yakın hareket ediyor veya hareket yönünü değiştiriyorsa, düşük hızlardaki dinamik davranışı kapsayan doğru bir sürtünme modelinin kullanımı, sistemin daha eksiksiz ve gerçekçi bir dinamik modelini elde etmek için bir önkoşuldur. Dahası, sistemden tatmin edici bir başarım elde etmek için, sürtünme modeli parametreleri mümkün olduğu kadar doğru bir biçimde belirlenmelidir. Bu yüzden belirtilen parametreler, çalışma koşulları dikkate alınarak kestirilmelidir. Bahsedilen kestirim sonucunda elde edilen sürtünme kuvveti, göz önüne alınan dinamik sistemin denetim başarımını iyileştirmekte kullanılabilir.Bu tezde, dönel bir mekanik sistemdeki sürtünmenin modellemesi, tanımlaması ve giderilmesi hususu ele alınmıştır. Literatürde var olan sürtünme modellerinin, özellikle klasik Coulomb ve viskoz sürtünme modeli, Stribeck sürtünme modeli, LuGre sürtünme modeli ve genelleştirilmiş Maxwell-Kayma sürtünme modelinin etkinliği araştırılmıştır. Karşılaştırmanın tutarlılığını sağlamak adına, göz önüne alınan bütün sürtünme modelleri; özdeş, doğrusal, oransal ve türevsel (PD) tip ve oransal, tümlevsel ve türevsel (PID) tip geribesleme denetim işlemleri ile birlikte sisteme uygulanmıştır. Sürtünme giderilmesi için önerilen yöntemlerin doğruluğu, sistemin hem düşük hem de yüksek hızlı hareketlerini içeren durumlarda ayrı ayrı incelenmiştir. Sürtünme kestiriminin hassasiyeti, istenen ve ölçülen hız değerlerinin sürtünme modellerinde girdi olarak kullanıldığı durumlarda da gösterilmiştir.Bu çalışmada, ele alınan denetim sistemi çalışmaları benzetim ortamında gerçeklenmeye çalışılmış ve ulaşılan sonuçlar verilmiştir. Ayrıca, örnek bir çalışma olarak bir deney düzeneği tasarlanmış ve imal edilmiştir. Bahsi geçen sürtünme modellerinin parametreleri kestirilmiş ve modellerin sürtünme giderme yeteneklerini göstermek için, değişik sürtünme modellerini içeren denetim kuralları sisteme uygulanmıştır. Deneyler sonunda elde edilen sonuçlar, birbirleri ve benzetim sonuçları ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Sürtünme, sürtünme modelleri, sürtünme telafisi, sürtünme altında denetim, sabit parametreli sürtünme telafisi.