Hamiltonian sistemler için ayrık-zamanlı dayanıklı kontrolör tasarımı
Discrete-time robust control of Hamiltonian systems
- Tez No: 293863
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SALMAN KURTULAN, PROF. DR. LEYLA GÖREN SÜMER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- 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
- Discrete-time adaptive control of port controlled hamiltonian systems
Port kontrollü hamilton sistemlerin ayrık zamanlı uyarlamalı kontrolü
MOHAMMED ALKRUNZ
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAPRAK YALÇIN
- Group analysis of nonlinear dynamical systems
Nonlineer dinamik sistemlerin grup analizi
NAVID AMIRI BABAEI
Doktora
İngilizce
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN ÖZER
- 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
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN SEZER
- Hibrid elektrikli araçlar için enerji yönetim sistemleri
Energy management system for hybrid electric vehicles
EMRE KURAL
Doktora
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLİN AKSUN GÜVENÇ
- Optimal lop kontrol
Başlık çevirisi yok
FÜSUN DEDE
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEYLA GÖREN