Takagı ? sugeno bulanık modeli tabanlı kontrol sistemi için kararlı ve gürbüz (robust) denetleyici tasarımı
Design of stable and robust controller for takagi ? sugeno fuzzy model based control system
- Tez No: 315585
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MANAFEDDİN NAMAZOV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Günümüzde sanayide kullanılan kompleks sistemler nonlineer olduğundan onların lineerleştirilmesi ve tanımlanması zor, zaman alıcı ve hata değeri fazla olduğu için Takagi ve Sugeno tarafından sunulan multimodel yaklaşımı ile bu zorlukları kısmen de olsa aradan kaldırmak mümkündür. Bunun için de tezimizde nonlineer sistemler için Takagi-Sugeno Bulanık Modeli adı verilen yaklaşım kullanılmıştır.Çalışmada bulanık mantığa giriş yapılmış ve bulanık denetleyicilerin sanayi nesnelerinde kullanılma nedenleri irdelenmiştir. Bununla beraber paralel dağılımlı kompanzasyon (PDC)'nun tasarlanma prosedürü ve özellikleri ele alınmıştır.Model tabanlı bulanık mantık kontrol sistemlerinin en önemli problemleri de sistemin kararlılığı ve pratikte rastlanılabilecek sınırlandırmaların da dikkate alınmasıdır. Bunun için tezimizde giriş ve çıkışının sınırlandırılmasına, başlangıç koşulundan bağımsızlığa ve bozucu etkinin giderilmesine göre denetleyiciler tasarlanmış ve bir DC motor tarafından dişli takımı aracılığı ile kontrol edilen ters sarkacın modeli örneği ele alınarak Matlab/Simulink'te kurulmuş, uygun LMI kodları da yazılmış, sonuçları grafiksel olarak gösterilmiştir.Kontrol nesnelerinde oluşan çok sayıdaki belirsizlik sistemin performans değerlerini kötü yönde etkilediğinden öyle bir denetleyici tasarlamamız gerekiyordu ki bu belirsizlikleri dikkate alsın. Bunun için tezde T-S bulanık-dayanıklı (fuzzy-robust) denetleyici tasarlanmış, parametrik belirsizlikler hesaba katılarak kontrol işlemi gerçekleştirilmiştir ve sunulan yöntemin doğruluğu durum değişkenlerinin grafiksel sonuçlarıyla ispatlanmıştır.Elde edilen sonuçlar ve tasarlanmış yazılım sanayinin robotik, uçak sanayisi, sinyallerin filtrelenmesi, ekonometrinin bazı problemlerinde ve başka alanlarda kullanılabilir. Gelecek araştırmalarda bu yaklaşımların donanımsal uygulaması da planlanmaktadır (PLC, PIC Microcontroller ve FPGA gibi donanımlar).Çalışmanın pratik sonucu olarak çeşitli algoritmaları içeren, tarafımızdan tasarlanmış Model Bazlı T-S Bulanık Mantık Modelleme Toolbox'unu gösterebiliriz.Çalışmada bulanık mantık teorisi, otomatik kontrol teorisi, dayanıklı (robust) kontrol teorisi, Lyapunov'un kararlılık teorisi, matris teorisi metot ve yöntemleri kullanılmıştır.Çalışmada elde edilen önemli sonuçlar uluslararası sempozyumlarda sunulmuştur (The Third Conference on Mathematical Sciences, Second International Symposium on Computing in Science and Engineering, International Symposium on Innovations in Inteligent Systems and Applications).
Özet (Çeviri)
Since the complex systems used in industry are highly nonlinear, they are difficult and time consuming to be linearized and identified, and involving model errors, it is partially possible to eliminate these challenges via the multimodel approach proposed by Takagi and Sugeno. Because of its advantages, T-S fuzzy model is used for nonlinear systems in this thesis.In this study an introduction is provided and the reasons for the fuzzy controllers to be used in industry are analyzed. In addition, design procedure and properties of the parallel distributed compensation (PDC) scheme are discussed.The most important problems of the model based fuzzy control systems are stability and consideration of the constraints in practical applications. Accordingly, controllers are designed considering the input/output constraints, initial state independence and disturbance rejection. Then, as an example, an inverted pendulum controlled by a DC motor via a gear train is modeled in Matlab/Simulink, LMI codes are written and results are provided graphically.Since, the uncertainties present in controlled objects have an adverse effect on the performance indicators of the control system; such a controller had to be designed that takes these uncertainties into account. Therefore, in this study, a T-S fuzzy-robust controller is designed; control process is realized considering the parametric uncertainties, and the validity of the proposed method is shown by giving the graphical results of the state variables.The results and software obtained in this thesis can be used in industrial robotics, aerospace industry, signal filtering, some problems of econometrics, etc. Future research may involve the hardware implementation of this study (PLC, PIC Microcontroller, and FPGA).As a practical outcome of this study, the Model Based T-S Fuzzy Modeling Toolbox which is created in Matlab/Simulink can be shown.Methods used in this thesis include the following: Fuzzy Logic Theory, Control Theory, Robust Control Theory, Lypunov?s Stability Theory, and Matrix Theory.Some of the important results obtained in this thesis are presented at international symposiums (The Third Conference on Mathematical Sciences, Second International Symposium on Computing in Science and Engineering, International Symposium on Innovations in Inteligent Systems and Applications).
Benzer Tezler
- Lyapunov fonksiyonu tabanlı bulanık denetleyici tasarımı
Lyapunov function based fuzzy logic controller design
ONUR BAŞTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MANAFEDDİN NAMAZOV
- Human operator modelling with ts fuzzy modelling using symbolic interval-valued data
Sembolik aralık-değerli veri kullanarak takagi-sugeno bulanık modelleme ile insan opertörlerinin modellenmesi
ANIL ERDİNÇ TÜFEKÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR
- Type-2 fuzzy model inversion methods and fuzzy model based controller design
Tip-2 bulanik modellerin tersinin alinmasi ve bulanik model tabanli kontrolör tasarimi
TUFAN KUMBASAR
Doktora
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM EKSİN
- Self-tuning structures of interval Type-2 fuzzy PID controllers
Aralık değerli Tip-2 bulanık PID kontrolörler için öz-ayarlama yapıları
AHMET SAKALLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ENGİN YEŞİL
- Kontrol ve sistem tanımlama uygulamaları için çok katmanlı dinamik bulanık ağ tasarımları
Multilayer dynamic fuzzy neural network design for control and system identification applications
SEVCAN YILMAZ
Doktora
Türkçe
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAnadolu ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF OYSAL