Doğrusal olmayan ters sarkaç sisteminin tasarımı ve kontrolü
Development and control of the nonlinear inverted pendulum system
- Tez No: 233120
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CÜNEYT OYSU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Bu çalışmada, kontrol teorisinin klasik problemlerinden biri olan gerçek zamanlı doğrusal olmayan bir ters sarkaç sisteminin kontrolü gerçekleştirilmiştir. Arabalı ters sarkaç sistemi deney düzeneği oluşturulmuştur. Sistemin enerji tabanlı Lagrangian yöntemi ile dinamik denklemleri elde edilmiştir. Yatay eksen üzerinde 70 cm mesafe içerisinde hareket edebilen arabaya bağlı bulunan sarkacın, aşağı yöndeki başlangıç durumundan ters dikey duruma getirilmesi ve bu pozisyonda durağan tutulması farklı kontrol yöntemleriyle gerçeklenmiştir. Sarkacın ters dikey pozisyona getirilmesi için enerji tabanlı stratejik araba hareketlerini kullanan bir kontrol yöntemi, bu yöntemle aynı kuralları kullanan bulanık mantık denetçisi ve sistemin başlangıç durumundaki enerjisine, üst denge noktasına ulaştırmak için gerekli enerji miktarının eklenmesini sağlayan bir kontrol algoritması kullanılmıştır. Sarkacın üst denge konumunda durağan kalabilmesini sağlamak amacıyla PID, tam durum geri-besleme ve bulanık mantık yöntemleri uygulanmıştır. Bu yöntemler MATLAB/SIMULINK ortamına uygun DS1103 dSPACE DSP kontrolör kartı üzerinde uygulanmıştır. Her üç yöntemde de sarkaç istenen dikey pozisyona 10 sn içerisinde getirilmiştir. Tasarlanan denetleyicilerin gürbüzlüğü test edilmiştir. Doğrusal yöntemlerden PID ve tam durum geri-besleme yöntemleri karşılaştırıldıklarında tam durum geri-besleme yönteminin daha gürbüz olduğu görülmüştür. Tasarlanan bulanık mantık denetçisinin gürbüzlüğünü test etmek içinse, ters sarkaç sistemine dâhili (model parametrelerini değiştirerek) ve harici bozucu etkiler (harici kuvvetler uygulanarak) uygulanmıştır. Ters sarkaç sistemi bozucu etkiler altında gürbüz olarak çalışmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, a real-time control of the cart-pole inverted pendulum system was developed. Inverted pendulum is very common and interesting nonlinear system in the control applications. Cart-pole inverted pendulum system was designed and tested. System equipments were explained and dynamic equations of the system obtained using Lagrangian method. In the system, pendulum is attached to the cart which can move in the limited horizontal track. Swing-up and stabilization of the inverted pendulum were implemented using different control methods. Swing-up algorithm was obtained using energy based a control method that uses strategic cart movements, a fuzzy logic controller and an energy based control function. For the stabilization of the inverted pendulum, PID, full state feedback and fuzzy logic control methods used. The controllers designed in the MATLAB-SIMULINK environment was embedded in a dSPACE DS1103 DSP controller board. Swing-up algorithms bring the pendulum near to its inverted position in 10 seconds from downward position. The designed controllers were tested for their robustness. If linear methods, PID and full state feedback are compared, full state feedback method was seen more robust than PID. In order to test the robustness of the fuzzy logic controller internal (changing model parameters) and external disturbances (applying external forces) were applied on the inverted pendulum. The inverted pendulum system was shown to be robust to the external and internal disturbances.
Benzer Tezler
- Doğrusal tahrikli çift çubuklu ters sarkaç sisteminin tasarımı ve denge kontrolü
Design and stabilization control of a cart - pole double inverted pendulum system
TUĞÇE YAREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mekatronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SELÇUK KİZİR
- Design and implementation of control algorithms for stabilization of rotary inverted pendulum
Döner ters sarkaç sisteminin stabilizasyonu için kontrol algoritmalarının tasarımı ve uygulanması
FATMA NUR ŞEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mekatronik MühendisliğiÇankaya ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ULAŞ BELDEK
- Parçacık sürü optimizasyonu kullanılarak ters sarkaç sistemi için PID denetleyici tasarımı ve PLC üzerinden uygulanması
Design and implementation of particle swarm optimization based PID control for inverted pendulum through PLC
MUHAMMED KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SITKI ÖZTÜRK
- Tuning pid controller design and analysis of an inverted pendulum system
Bir ters sarkaç sisteminin ayarlamalı pıd denetleyici tasarımı ve analizi
SHIVAN KAREEM ABDULLAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET SOYGÜDER
- Arabalı çift ters sarkaç sistemi için sürü zekası algoritmaları ile LQR tabanlı kesir dereceli kontrolcülerin tasarımı
Desing of LQR based fractional order controllers with swarm intelligence algorithms for double inverted pendulum on a cart
ELİF PELTEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZHAN KARAHAN