Tip-2 bulanık PID kontrolörler için çevrim içi ayarlama yöntemleri
Online tuning methods for type-2 fuzzy PID controllers
- Tez No: 1011976
- Danışmanlar: PROF. DR. CENK ULU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Geri beslemeli kontrol, PD kontrol, Zeki kontrol, Feedback control, PD control
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, tip-2 bulanık kontrolörler için üyelik fonksiyonlarındaki üyelik belirsizlik alanını çevrimiçi ayarlayarak kontrol başarımını arttırmak amacıyla yeni yöntemler önerilmiştir. Bu yöntemler sistem hata verisi kullanılarak tanımlanmış olan dinamik fonksiyonlar yardımıyla geliştirilmiştir. Önerilen yöntemlerin etkinliğini göstermek amacıyla, dört farklı tip-2 bulanık kontrolör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Birinci kontrolör yapısında, iki girişli aralık değerli tip-2 bulanık PD kontrolörde üyelik fonksiyonlarına ait belirsizlik alanı, hataya bağlı bir dinamik fonksiyon aracılığıyla çevrimiçi olarak ayarlanmıştır. Önerilen kontrolörün başarımı bir insansız hava aracı kontrol uygulaması üzerinde incelenmiştir. İkinci kontrolör yapısında ise, işaretli mesafe tabanlı tek girişli aralık değerli tip-2 bulanık PID kontrolörde üyelik fonksiyonlarına ait belirsizlik alanı işaretli mesafe bilgisine dayalı bir dinamik fonksiyon ile çevrimiçi olarak ayarlanmıştır. Önerilen kontrolörün PD, PI ve PID yapıları için tasarımları gerçekleştirilmiş; başarımları üç farklı sistem üzerinde incelenmiştir. Üçüncü kontrolör yapısında tek girişli aralık değerli tip-2 bulanık PID kontrolörde üyelik fonksiyonlarına ait belirsizlik alanı; hata ve hatanın birim zamanda değişiminden oluşan bir dinamik fonksiyon aracılığıyla çevrimiçi olarak ayarlanmıştır. Bu kontrolörün PD, PI ve PID yapıları için tasarımları yapılmış ve başarımları üç farklı sistem üzerinde test edilmiştir. Dördüncü kontrolör yapısında ise tek girişli genel tip-2 bulanık PID kontrolörde üyelik fonksiyonlarına ait belirsizlik alanı ve tepe noktası; sistem hatasından oluşan bir dinamik fonksiyon aracılığıyla çevrimiçi olarak ayarlanmıştır. Önerilen kontrolörün başarımı, doğrusal olmayan bir sistem üzerinde incelenmiştir. Ayrıca, top ve çubuk sistemi üzerinde gerçek zamanlı kontrol uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Benzetim ve deneysel çalışmaların sonucunda; önerilen çevrimiçi ayarlama yöntemlerinin kullanılmasıyla, tip-2 bulanık PID kontrolörlerin başarım ve gürbüzlüklerinin etkin bir şekilde arttırıldığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, novel methods are proposed to enhance control performance of type-2 fuzzy controllers through the online tuning of the footprint of uncertainty in the membership functions. These methods have been developed through dynamic functions defined by system error. To demonstrate the effectiveness of the proposed methods, four different type-2 fuzzy controllers have been designed. In the first controller, the footprint of uncertainty of the membership functions in a two-input interval type-2 fuzzy PD is tuned online through an error-based dynamic function. The performance of the proposed controller is evaluated through an unmanned aerial vehicle. In the second controller, the footprint of uncertainty of the membership functions in a single-input interval type-2 fuzzy PID controller is tuned online through a dynamic function based on signed distance. The proposed controller has been designed for PD, PI, and PID structures, and its performance has been evaluated on three different systems. In the third controller, the footprint of uncertainty of the membership functions in a single-input interval type-2 fuzzy PID controller is tuned online through a dynamic function composed of the error and the its derivative. The PD, PI, and PID versions of this controller have been designed, and their performances have been tested on three different systems. In the fourth controller, the footprint of uncertainty and the apex point of the membership functions in a single-input general type-2 fuzzy PID controller are tuned online through a dynamic function based on the system error. The performance of the proposed controller has been evaluated on a nonlinear system. In addition, real-time control applications have been carried out on the ball-and-beam system. The results of the simulation and experimental studies have demonstrated that, through the use of the proposed online tuning methods, the performance and robustness of type-2 fuzzy PID controllers are enhanced.
Benzer Tezler
- Analysis and design of general type-2 fuzzy logic controllers
Genel tip-2 bulanık mantık kontrolörlerinin analizi ve tasarımı
AHMET SAKALLI
Doktora
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR
- An online adjustment mechanism for membership functions of single input interval type-2 fuzzy PID controller
Tek girişli aralık değerli tip-2 bulanık PID kontrolörlerin üyelik fonksiyonları için çevrimiçi ayarlama mekanizması
OQBA ALDREIEI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
- Bulanık PID kontrolörleri için birleştirme operatörüne dayalı yeni bir öz-ayarlama yöntemi tasarımı
A novel self-tuning method based on aggregation operator for fuzzy PID controllers
ÇAĞRI GÜZAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ENGİN YEŞİL
- Type-2 fuzzy model inversion methods and fuzzy model based controller design
Tip-2 bulanik modellerin tersinin alinmasi ve bulanik model tabanli kontrolör tasarimi
TUFAN KUMBASAR
Doktora
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM EKSİN
- Self-tuning structures of interval Type-2 fuzzy PID controllers
Aralık değerli Tip-2 bulanık PID kontrolörler için öz-ayarlama yapıları
AHMET SAKALLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ENGİN YEŞİL