Geri Dön

Hamiltonian sistemler için ayrık-zamanlı dayanıklı kontrolör tasarımı

Discrete-time robust control of Hamiltonian systems

  1. Tez No: 293863
  2. Yazar: YAPRAK YALÇIN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SALMAN KURTULAN, PROF. DR. LEYLA GÖREN SÜMER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 154

Özet

Bu doktora çalışması kapsamında; Önce, toplu-parametreli Hamiltonian sistemlerin, doğrudan ayrık kontrollör tasarım yöntemleri geliştirmeye elverişli ayrık-zamanlı modelinin eldesi için, sistemin sürekli modelinin bilindiği varsayılarak gradyan temelli bir yöntem geliştirilmiştir. Üç farklı yeni ayrık-gradyan ifadesi önerilmiş ve bu gradyanlar kullanılarak elde edilen ayrık-zamanlı modeller verilmiştir. Daha sonra, sürekli Hamiltonian sistemler için geliştirilmiş olan PBC (Passivity Based Control) tekniğinin, doğrudan ayrık zaman karşılığı n-serbestlik dereceli mekanik sistemler için elde edilmiştir. Ardından, n-serbestlik dereceli mekanik sistemler için ayrık zamanlı bozucu bastırma problemi ele alınmış, sistemin ayrık zamanlı Hamiltonian modeli için problemin formulasyonu yapılmış ve problemin çözüm koşulu bir teorem ile verilmiştir. Ayrıca, parametrelerinde belirsizlik içeren n-serbestlik dereceli mekanik sistemler için ayrık zamanlı dayanıklı bozucu bastırma problemi de ele alınmıştır. n-serbestlik dereceli sistemlerin dayanıklı kontrol probleminin, özel bir kontrol yapısı kullanıldığında, bozucu bastırma problemine indirgenebildiği gösterilerek, dayanıklı bozucu bastırma probleminin doğrudan-ayrık tasarımla çözümü bir yeter koşulla verilmiştir. Ek olarak, Navarro-Lopez (2002a) tarafından, genel doğrusal olmayan sistemlerin yerel kararlılık probleminin çözümü için sunulmuş olan yöntem, Hamiltonian sistemlerin ayrık-zamanlı modelleri kullanılarak yeniden yazılmıştır. Ayrıca, Navarro-Lopez (2002a)'in sunmuş olduğu kayıplı olma tanımı, bozucu bastırma probleminin çözümü için de kullanılmış ve daha önce elde edilen yeter koşuldan daha kullanışlı bir koşul elde edilmiştir. Son olarak, önerilen ayrık-zamanlı PBC yöntemi, bu çalışma kapsamında gerçeğine uygun olarak 1/20 oranında inşa edilmiş gezer köprülü vinç düzeneği üzerinde, konum kontrolü ve köprü hareketinden kaynaklanan yük salınımının azaltılması amacıyla uygulanmıştır.

Özet (Çeviri)

The problem of discrete-time modelling of the lumped-parameter Hamiltonian systems is considered and a novel gradient-based method is presented under the assumption of the continuous Hamiltonian model is known. In order to provide alternate discrete time models, three different discrete-gradient definitions are given. After then the direct discrete time control of the Port Controlled Hamiltonian Systems in the sense of energy shaping and damping injection is considered. The discrete-time counterpart of PBC technique is developed for n-degree of freedom mechanical systems using this proposed discrete-time model. Next, the discrete-time disturbance attenuation problem for the considered class of Hamiltonian systems is considered. The disturbance attenuation problem characterised by means of L2 gain is redefined in the discrete-time setting and a sufficient condition for the solution of the considered problem is given. Besides, the discrete-time robust disturbance attenuation problem for n-dof mechanical system with uncertainty is considered. First, it is shown that the robust control problem of the n-dof mechanical systems can be reduced to the disturbance attenuation problem when a specific type of control rule is used. Then, the solution of robust disturbance attenuation problem via direct-discrete time design is given as a sufficient condition. In addition, the method presented by Navarro-Lopez (2002) for the solution on the stability problem of general nonlinear systems, is rewritten for the discrete-model of Hamiltonian systems. Furthermore, the dissipativity definition presented by Navarro-Lopez (2002) is utilized for the disturbance attenuation problem and a new result is obtained which gives the construction of the control rule by a simple algebraic computation. Finally, the proposed discrete-time PBC method is applied to an industrial overhead crane mechanism -which is built, in the context of this study, at the ratio of 1/20 according to industrial overhead crane system - to solve the problem of precise positioning of the load and reduce the oscillations arise from the movement of the bridge.

Benzer Tezler

  1. Discrete-time adaptive control of port controlled hamiltonian systems

    Port kontrollü hamilton sistemlerin ayrık zamanlı uyarlamalı kontrolü

    MOHAMMED ALKRUNZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAPRAK YALÇIN

  2. Group analysis of nonlinear dynamical systems

    Nonlineer dinamik sistemlerin grup analizi

    NAVID AMIRI BABAEI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TEOMAN ÖZER

  3. Energy-efficient velocity trajectory optimization using dynamic programming for electric vehicles

    Elektrikli araçlar için dinamik programlama kullanılarak enerji verimli hız yörünge optimizasyonu

    ABDULLAH KIZIL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VOLKAN SEZER

  4. Hibrid elektrikli araçlar için enerji yönetim sistemleri

    Energy management system for hybrid electric vehicles

    EMRE KURAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİLİN AKSUN GÜVENÇ

  5. Optimal lop kontrol

    Başlık çevirisi yok

    FÜSUN DEDE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEYLA GÖREN