Durum bağımlı Riccati denklemi tabanlı model referans uyarlamalı kontrolcü tasarımı ve üç serbestlik dereceli helikopter uygulaması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2017

Öğrenci: BEDRETTİN MAHMUT KOCAGİL

Danışman: METİN UYMAZ SALAMCİ

Özet:

Doğrusal olmayan sistemler genellikle doğrusal olmayan matematiksel modellerin doğrusallaştırılmasıyla elde edilen denklemler kullanılarak kontrol edilirler. Doğrusallaştırma, kontrolcü tasarımında kolaylık sağlar ancak sistemi gerçek sistem davranışlarından uzaklaştırır. Bu yaklaşım, doğrusal olmayan sistemler için tasarlanan model referans uyarlamalı kontrolde (MRUK) genellikle referans model için tercih edilmektedir. Mikro-işlemci hızlarının gelişim göstermesi, doğrusal olmayan kontrolcü tasarımlarının gerçek zamanlı uygulamalarını teşvik etmektedir. Bu tez kapsamında, referans model olarak doğrusal olmayan bir sistem seçilerek MRUK yöntemi kullanılmış ve bu yöntemle üç serbestlik dereceli helikopter deney düzeneği gerçek zamanlı kontrol edilmiştir. Öncelikle doğrusal olmayan helikopter modelinin dinamik modeli elde edilmiştir. Doğrusal olmayan sistem için komut takibi yapabilen kontrolcü, durum bağımlı Riccati denklemi (DBRD) yöntemiyle benzetim tabanlı tasarlanmıştır. Daha sonra bu kontrol sisteminin cevabını takip edebilen MRUK kontrolcüsü tasarlanmıştır. Kontrolcüler tasarlandıktan sonra, benzetim tabanlı ve deneysel çalışmalar üç farklı örnekleme frekansı kullanılarak aynı şartlar altında yapılmıştır. Deneysel çalışma sonuçları DBRD tabanlı MRUK kullanıldığında sistemin geçici rejim cevabının doğrusal referans model kullanılarak yapılan çalışmalara göre gerçek sistem cevabına daha yakın olduğunu göstermiştir. Ayrıca gerçekleştirilen gürbüz kontrol tasarımı helikopterin ağırlık değişimini de başarılı bir şekilde tolere edebilmektedir.