Yüksek hızlı kamera yönlendirme sistemleri için kontrolcü tasarımı ve uygulaması


Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Burak Eren BİRİNCİ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Metin Uymaz Salamci

Eş Danışman: Bülent Özkan

Özet:

Hızlı dinamik değişimlere ve doğrusal olmayan bozucu etkilere maruz kalan füze arayıcıları, hava araçları gibi elektro-optik faydalı yüke sahip kardanlı sistemler için gürbüzlük ve kararlılık önemli başarım parametreleridir. Uzun yıllar bu sistemler için dinamik modellerin doğrusallaştırılması ve geleneksel kontrol algoritmaları kullanımı tercih edilmiştir. Değişken yapılı kontrolcü yaklaşımı ise modern kontrol yöntemleri arasında doğrusal ve doğrusal olmayan sistemler için yaygın olarak tercih edilmektedir. Bu çalışmada doğrusal olmayan sistemler için değişken yapılı kontrol yöntemleri önerilmiştir. Bu kapsamda teorem ve ispatlarıyla birlikte üç yeni yöntem önerilmiştir. Bunlardan ilki model referans kayan kipli kontrol yönteminin birim vektör yaklaşımı ile birleştirilerek durum bağımlı olarak türetilmesidir. Yöntem çok girişli çok çıkışlı sistemleri de kapsayacak şekilde tanımlanmıştır. İkinci olarak tek girişli sistemler için önerilen kayan sektör kontrol yöntemi ele alınmaktadır. Kayan kipli kontrolden farklı olarak bu yöntem sistemin kayma yüzeyi etrafında yer alan kararlı bir bölgeye yönlendirilerek kontrol edilmesine dayanır. Burada önerilen yeni kontrol algoritmasında tek girişli sistemler için durum bağımlı sektör tasarımı yapılmış, sektör ve yüzeyin durum bağımlı değişiminden kaynaklı etki de kontrol girişine eklenmiştir. Son olarak literatürde tek girişli tek çıkışlı sistemler için geliştirilmiş olan kayan sektör yaklaşımı norm temelli sektör tasarımı yaklaşımı ile çok girişli çok çıkışlı doğrusal olmayan sistemlere uygulanabilir bir hale getirilmiştir. Önerilen yeni kayan sektör kontrol yöntemi model referans yaklaşımı temel alınarak tasarlanmıştır. Önerilen üç yöntemde de doğrusal olmayan dinamik modeller durum değişkenlerine bağımlı olarak çözülmüştür. Böylece kontrol algoritması dinamik sistemin durum değişkenlerinde meydana gelen doğrusal olmayan değişimlerine uyum sağlamıştır. Önerilen yöntemlerin benzetimlerde ve gerçek zamanlı testlerde başarımının incelenmesi için kardanın doğrusal olmayan dinamik modelleri türetilmiştir. Yapılan gerçek zamanlı testlerde başarılı sonuçlar elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler : Model referans kontrol, kayan kipli kontrol, kayan sektör kontrol, kardan kontrolü, doğrusal olmayan kontrol, durum bağımlı Riccati denklemi