Parameter dependent control low design with applications to a cart and inverted pendulum system
Parametre bağımlı kontrol kanunu tasarımı ve bir ters sarkaç sistemine uygulanması
- Tez No: 112154
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM EMRE KÖSE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: DPD, Lyapunov fonksiyonları, Ters sarkaç, DPD, Lyapunov functions, Inverted pendulum
- Yıl: 2001
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET PARAMETRE BAĞIMLI KONTROL KANUNU TASARIMI VE BİR TERS SARKAÇ SİSTEMİNE UYGULANMASI Sunulan tez, E(r)x = A(r) + B(r)u, E(r)y = C(r)x + D(r)u formundaki sistemlerin, doğrusal parameter değişkenli (DPD) kontrol metodu ile kontrol edilmesini amaçlamaktadır. Bu sistemde, r sistem matrislerinin bağımlı olduğu zamana bağlı parametreyi ifade etmektedir. Doğrusal olmayan sistemler üzerinde DPD metodunu uygulamak için yarı-DPD metodu kullanılır ve sistemdeki durum değişkenlerinin bir elips içinde tanımlı olması sağlanır. Sistem, analiz ve sentez açılarından incelenir. Analiz kısmında, sistemin kararlılığı klasik Lyapunov metodu kullanılarak test edilmiştir. Sistemin kararlı olmasını sağlayan koşullar, sisteme DME (doğrusal matris eşitsizlikleri) olarak tanıtılır. Sentez kısmında ise kapalı döngü sisteminin üstel kararlılığı, yine Lyapunov'un yardımıyla, sistemin parametresi olan r'ye bağlı kontrol kurallarının bulunması ile sağlanmaya çalışılır. Analiz ve sentez kısımlarında sistemi doğrulayan sonsuz sayıdaki çözüm kümesi dışbükeylik yaklaşımı ile sonlu sayıya indirgenir. Sistemin kararlılığı ve performansı hesaplanırken, kararlılık bölgesi de bir dizayn kriteri olarak göz önünde bulundurulmuştur. Fiziksel sınırlamaların sisteme Lyapunov metodu ve DME tabanlı yaklaşımlar ile tanıtılması sağlanarak kontrol sisteminin kararlılık bölgesinin oluşturulur. Tüm bu geliştirilen metodlar, lineer olmayan bir sistem olan araba ve ters sarkaç sistemi üzerinde uygulanmıştır. Sistemin kararlılığı analiz ve sentez açılarından incelenir ve bir kararlılık bölgesi oluşturulur. Normal linearizasyon metodu ile doğrusal hale getirilmiş sistem incelenerek, DPD sisteminin bu sistem üzerindeki avantaj ları araştırılır
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT PARAMETER DEPENDENT CONTROL LAW DESIGN WITH APPLICATIONS TO A CART AND INVERTED PENDULUM SYSTEM The thesis presents a general framework for the control of nonlinear systems using techniques developed for linear parameter-varying (LPV) systems. The nonlinear systems considered are of the form of E(r)x = f(x,u), y=h(x,u). The system is transformed into an LPV model in which the parameters are continuous functions of the measured variables and the control inputs. The new system can then be described as an LPV system where the state variables lie in an ellipsoid. While approaching the problem, analysis and synthesis of the system are considered with both full state feedback and dynamic output feedback control methods. In the analysis part of the system, the stability problem is considered with respect to the classical Lyapunov considerations. The conditions leading the system being stable are introduced to the system as linear matrix inequalities (LMI's). In the synthesis part, it is aimed to find a linear finite dimensional controller, whose state-space entries can also depend continuously on 0 such that the closed-loop system is exponentially stable and achieves good performance with respect to variations in 6. However, the region of attraction of the system must be considered as a design criterion. To establish the region of attraction, Lyapunov stability theory and LMI methodologies are applied. It is shown that the region of attraction for a given control law can be systematically derived by LMI-based approaches. All developed methods are then applied on a cart and inverted pendulum system. Generalizations from the results are concluded for both system with LPV control and the system with the classical linearization method.
Benzer Tezler
- Duruma bağlı Riccati denklemi (SDRE) temelli kontrol yöntemi ve SDRE'nin yaklaşık çözümü
State dependent riccati equation (SDRE) based control method and approximate solution of SDRE
HAFSA CEREN DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- Helikopter uygulamaları için doğrusal olmayan dinamik titreşim yutucusu tasarımı ve analizi
Design and analysis of a nonlinear dynamic vibration absorber for helicopter applications
ÖZKAN KARAYİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ TATAR
- GENİŞ AÇILI HUZME TARAMASI YAPABİLEN TM21 KİPİNDE ÇALIŞAN MİKROŞERİT ANTEN TABANLI DOĞRUSAL DİZİ ANTEN TASARIMI VE DENEYSEL DOĞRULAMASI
A LINEAR ARRAY ANTENNA DESIGN WITH WIDE-ANGLE BEAM SCANNING CAPABILITY BASED ON A TM21 MODE MICROSTRIP ANTEN AND EXPERIMENTAL VALIDATION
BURAK ŞEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KAMİL KARAÇUHA
DR. GALİP ORKUN ARICAN
- General derivation and a design methodology for interval type-2 fuzzy logic systems
Aralık değerli tip-2 bulanık mantık sistemler için genel çıkarımlar ve bir tasarım yöntemi
MORTAZA ALIASGHARY
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM EKSIN
PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
- Mission critical safe and reliable controller design with consideration human and occupational safety and health
Görev kritik emniyetli ve güvenilir kontrolör tasarımı ve iş sağlığı ve güvenliğinin de göz önünde bulundurulması
ERSİN HASAN DOĞRUGÜVEN
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER ÜSTOĞLU