Geri Dön

Simulink destekli model-tabanlı biyoproses kontrol

Simulink aided model-based bioprocess control

  1. Tez No: 276210
  2. Yazar: MESUT YÜCEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MURAT ELİBOL, PROF. DR. RABENO KURYEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Computer Engineering and Computer Science and Control, Bioengineering, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: DMK, biyoproses kontrol, IMCTUNE, Simulink, IMC, bioprocess control, IMCTUNE, Simulink
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 326

Özet

Bu tezde, proseslerin matematiksel modellerinden yola çıkarak kontrol sistemlerinin tasarlanmasını mümkün kılan bir algoritma olarak Dahili Model Kontrol (DMK) algoritması ile modelleri belirli biyoproseslerin kontrol sistemleri tasarlanmış ve tasarlanan kontrol sistemleri yanıtın hızı, sıçrama miktarı ve ofset gibi performans ölçütlerine göre ayarlanmıştır. Tasarlanan kontrolörler PID cinsinden ifade edilmiştir. Modele dayalı DMK kontrolör tasarımı ve PID karşılıklarının bulunması için IMCTUNE ve tasarlanan kontrol sistemlerinin yanıtlarının incelenmesi için Simulink programı kullanılmıştır.DMK tasarım metodunda ilk aşama proses modelinin belirlenmesidir. Proses modelinin belirlenmesinin ardından bozucu değişkenin prosesi nasıl etkilediğine bağlı olarak 1- veya 2-serbestlik dereceli (SD) DMK sistemlerinden biri seçilir. Eğer kontrol etkinliği üzerinde herhangi bir kısıt söz konusu ise bu durumda 1- veya 2-SD DMK'nın Model Durum Geribeslemeli uygulaması kullanılır. Eğer proses modelleri belirsizlik içeriyorsa, belirsiz prosesler için geliştirilmiş 1- veya 2-SD DMK sentezleme ve ayarlama algoritması kullanılır. Proses için en uygun algoritmanın seçilmesi ve uygulanmasının sonucunda bu prosesin kontrolü için DMK kontrolör tasarlanmış olur. Tasarlanan ve filtre zaman sabitinin bir fonksiyonu olan bu kontrolör performans ölçütlerine göre ayarlanır.Endüstriyel uygulamalardaki kontrol sistemleri genel olarak PID kontrolörleri içermektedir. Bu nedenle, herhangi bir algoritmayla tasarlanan kontrolörün PID'ye dönüştürülebilir olması önemlidir. Bu tez kapsamında bir DMK kontrolörün PID kontrolöre nasıl dönüştürülebileceği de tartışılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, the control systems for the bioprocesses with defined process models were designed by the control algorithm of Internal Model Control (IMC) that enables designing of control systems based on mathematical models of processes. Designed control systems were then tuned to satisfy the performance criteria such as speed of response, overshoot and steady-state error (offset). For the design of the IMC controllers and converting them to PID controllers the IMCTUNE software was used. The behaviour of the designed control systems was simulated and investigated by the Simulink software.The first step in the IMC design algorithm is to define the process model. After the model definition, 1- or 2-degree of freedom IMC control system is chosen according to dynamics of the disturbance. If there is any constraint on the control effort, then Model State Feedback realization of 1- or 2-DF IMC must be implemented. If process models contain some uncertain parameters, then 1- or 2-DF IMC synthesis and tuning algorithm for uncertain processes must be used. Choosing and implementing the most suitable control algorithm for any process gives IMC controller for this process to be controlled with IMC control system. This IMC controller that is a function of filter time constant is then tuned to satisfy the performance criteria of control systems.Control systems in the industrial applications are still based on PID controllers. Therefore, the convertibility of a controller designed with any algorithm to a PID controller is important. How an IMC controller can be converted into a PID controller was also discussed in this thesis? scope.

Benzer Tezler

  1. Viability of differential braking based steering redundancy for an autonomous vehicle

    Otonom bir araç için diferansiyel frenleme tabanlı direksiyon yedekliliğinin uygulanabilirliği

    DORUKHAN TOKAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGEN AKALIN

  2. Hardware in the loop system development for modeling and control of multirotor vehicles

    Multi rotorlu hava araçlarının modellenmesi ve kontrolü için donanım çevrimli benzetim sistemi tasarımı

    MUHSİN HANÇER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İSMAİL BAYEZİT

  3. Trajectory planning and implementation for robot-assisted rehabilitation

    Robot destekli rehabilitasyon için yörünge planlanması ve uygulanması

    MEHMET ERKAN KÜTÜK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LALE CANAN DÜLGER

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEMİK TAYLAN DAŞ

  4. Aktif direksiyon sistemi ile yol taşıtı kararlılığının korunması

    Stability enhancement of a road vehicle using active steering

    ŞEREF SERVER ERSOLMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. LEVENT GÜVENÇ

  5. Asenkron motor için yeni bir doğrudan moment kontrolü (DMK) algoritması ve hibrid filtre tasarımı

    A new direct torque control algorithm and hybrid filter design for asynchronous motor

    İBRAHİM ALIŞKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KAYHAN GÜLEZ