Geri Dön

Stability and implementation of model based predictive networked control system

Modele dayalı öngörülü ağ bağlantılı kontrol sisteminin kararlılığı ve uygulanması

PDF İndir

  1. Tez No: 259016
  2. Yazar: OZAN MUTLUER
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AHMET ONAT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 78

Özet

Veri kaybı ve rastgele gecikmelerin bulunduğu bir haberleşme ağı üzerinden, dağıtık bir sistem ile kontrol uygulayan dijital kontrol sistemlerine ağ bağlantılı kontrol sistemleri denir. Tipik bir ağ bağlantılı kontrol sistemi farklı bilgisayarlara yerleştirilmiş ve ağ üzerinden haberleşen algılayıcı, kontrol ve eyleyici düğümünden oluşur. Tipik bir ağ bağlantılı kontrol sistemi, veri kaybı ve rastgele gecikmeleri verileri tekrar gönderme yaparak düzeltmeye çalışır. Ama tekrar gönderim, sistemdeki gecikmeyi artırır ve bu sistemin kararlığını tehlikeye attığı için kontrol uygulamaları için elverişli değildir.Bu araştırmada Modele Dayalı Öngörülü Ağ Baglantılı Kontrol Sistemi (MODOAKOS) adı altında bir ağ bağlantılı kontrol sisteminin bir gözleyici ile çalışabileceği ve açık döngüde kararsız bir sistemde kararlı olduğu gösterilmiştir. MODOAKOS sistemdeki veri kaybı ve rastgele gecikmeleri, tesisin modelini kullanarak hesapladığı tahmini tesis durumları sayesinde telafi eder. MODOAKOS veri tekrar gönderimi yapmaz ve verinin zamanında düğümlere ulaşmasını beklemez çünkü bu çözüm endüstride kullanılan her haberleşme ağı için elverişli olmaz. Bunun yerine MODOAKOS veri kaybı ve rastgele gecikmenin olabileceği her haberleşme ağı üzerinden çalışabilen bir çözüm sunar ve bunu akıllı öngörü algoritması sayesinde başarır.Bu tezde öncelikle MODOAKOS tanımlanmıştır ve teorik bir kararlılık kriteri sunulmuştur. Bu sunuştan sonra MODOAKOS farklı tesisler kullanılarak uygulanmıştır. İlk olarak bir gözleyici kullanılarak DC motor üzerinden hız kontrolü yapılmıştır ve gözleyici kullanıldığı zaman sistemin verimliliği test edilmiştir. Ardından, MODOAKOS bir ters sarkaç tesisi üzerinde uygulanmıştır ve sistemin verimliliği açık döngüde kararsız bir tesis ile test edilmiştir. Son olarak iki ayrı MODOAKOS sistemi aynı ağ bağlantısı üzerinde uygulanmıştır ve sistemin endüstriyel uygulamalardaki elverişliliği test edilmiştir. Yapılan deneyler sonucu sistemimizin diğer basit öngörüsüz ağ bağlantılı kontrol sistemlerine oranla daha yüksek bir performans ve kararlılıkla çalıştığı görülmüştür.

Özet (Çeviri)

Digital control systems that have computer nodes which communicate over a data loss and random delay prone common network are called Networked Control System (NCS). In a typical NCS, the sensor, controller and the actuator nodes reside in different computers and communicate with each other over a network. Random delays and data loss of the communication network can endanger the stability of the NCS and retransmission of data is not feasible in control applications since it adds delay to the system.The aim of this thesis is to verify that the distributed NCS method called Model Based Predictive Networked Control System (MBPNCS) can be implemented using an observer and that it can control an open loop unstable plant. MBPNCS compensates for missed and late data by implementing an intelligent predictive control scheme based on a model of the plant. MBPNCS does not use retransmission and does not guarantee timely delivery of data packets to each computer node since this solution is not feasible on every control application and every communication medium. Instead, MBPNCS offers a control solution that can work under random network delay and data loss by the use of a predictive architecture that predicts plant state estimates and respective control signals from actual plant states.In this thesis, MBPNCS is described along with an introduction to a theoretical stability criterion. This is followed by an implementation of MBPNCS with two different plants. First, MBPNCS is implemented with an observer based DC motor plant to demonstrate the system?s efficiency with an observer. Next, MBPNCS is implemented with an inverted pendulum to demonstrate the system?s efficiency with an open loop unstable plant. Finally, two separate MBPNCS?s are implemented over a common network to demonstrate the systems efficiency and feasibility in industrial applications. The results show that considerable improvement over performance is achieved with respect to an event based networked control system.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    182304

    Model based predictive networked control systems

    Model tabanlı öngören ağ bağlantılı kontrol sistemleri

    AHMET TEOMAN NASKALİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AHMET ONAT

  2. Tez No

    259020

    Design, implementation and analysis of wireless model based predictive networked control system over cooperative wireless network

    İşbirlikli kablosuz ağ bağlantılı modele dayalı öngörülü kontrol sistemi

    MEHMET ALPHAN ULUSOY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZGÜR GÜRBÜZ

    YRD. DOÇ. DR. AHMET ONAT

  3. Tez No

    877031

    Evaluation of model-based predictive control methods in high-speed automated ground vehicle path following

    Yüksek hızlı bir otonom kara taşıtının yörünge takibinde model bazlı öngörülü kontrol yöntemlerinin değerlendirilmesi

    VOLKAN BEKİR YANGIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGEN AKALIN

  4. Tez No

    458880

    Predictive and adaptive channel estimation models for cooperative wireless communications

    İşbirlikli kablosuz haberleşme için öngörüsel ve adaptif kanal kestirim modelleri

    OMAR GATERA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET HAMDI KAYRAN

  5. Tez No

    854099

    Implementation of artificial intelligence models for electrical smart grid satability

    Elektrik akıllı şebeke stabilitesi için yapay zeka modellerinin uygulanması

    AHMED KADHIM ABED ALBOSAEER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ OGUZ KARAN

Geri Dön