Belirsizlik içeren nonlineer sistemler için kayan kipli denetim tasarlanması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2009

Öğrenci: TİMUR CHOBAN KHİDİR

Danışman: METİN UYMAZ SALAMCİ

Özet:

Doğrusal olmayan sistemlerde iyi izleme ve düzenleme karakteristiklerini garantileyecek kontrolcüler tasarlama konusunda, bozunum ve parametre belirsizliklerinin olduğu durumlarda daha yüksek doğruluk elde etme isteği başlıca amaç olmuştur. Buna, biri de kayan kipli kontrol olan gürbüz kontrol yöntemleriyle ulaşılabilir. Bozunum ve eksik bilgi içeren kompleks sistemlerde çalışırken geleneksel kontrolcülerle yüksek başarı elde etmek güçtür. Bulanık mantık denetleyici, ileri derece bilgi uygulamalarına yönelik en kullanışlı yaklaşımlardan biridir. Bulanık sistemlerin genel yaklaşma kabiliyetleri sayesinde, kontrol kuralı yapılandırılarak uyarlamalı bulanık sistemlerde sistem modeli yaklaşmaktadır. İzleme performanslarını iyileştirmek için, uyarlama kuralları Lyapunov temelli kararlılık analizinden sentezlenir. Bu çalışmada, belirsizlik içeren doğrusal olmayan sistemler için farklı kayan kipli kontrolcüler incelenmiştir. Bu kontrolcülerden biri de uyarlamalı bulanık kayan kipli kontrolcüdür. Bu yöntemde; ilk olarak bulanık modeller kötü tanımlı sistem dinamiklerini açıklamak üzere oluşturulur. Sonra, kontrol kuralı verilen herhangi bir başlangıç koşulu için izleme hatasını asimptotik olarak v sıfıra öteleyecek yeterli koşullara göre bir formüle edilmiştir. Bundan sonra, Lyapunov fonksiyonu uyarınca uyarlama kuralları ortaya konulmuştur. Değiştirilmiş uyarlama kuralları modelleme hatasını izleme hatasıyla birlikte işlemek suretiyle elde edilmiştir. SISO sistemleri için gerekli kontrol algoritması türetilmesi sunulmuş ve ardından MIMO sistemleri üzerine genişletilmiştir. Yöntem farklı doğrusal olmayan sistemlere uygulanmış ve dolaylı uyarlamalı bulanık kayan kipli kontrol ile karşılaştırılmıştır. Kontrolcü, bir birinci derece doğrusal olmayan sisteme ve Duffing osilatörüne uygulanmak suretiyle test edilmiştir. Ayrıca kontrol performansını göstermesi açısından bir bağlı ikiz sarkaç sistemi ve iki bağlantılı robotik kola da uygulanmıştır. Görülmektedir ki uygulanan metodun bozuk yapılı ve bilinmeyen sistem dinamiklerinin olduğu durumlarda dahi düzenleme ve izleme hedeflerine ulaşabildiği gösterilmiştir. Bu tasarım, büyük çaplı mekanik sistemlerde uygulanabilirdir.