Simulative and real time stabilization and control of the cart-pendulum system
Arabalı sarkaç sisteminin benzetimsel ve gerçek zamanlı dengelenmesi ve kontrolü
- Tez No: 444357
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ULAŞ BELDEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çankaya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Arabalı sarkaç sisteminin doğrusal olmayan bir dinamiği bulunmaktadır ve matematiksel modeli yüksek dereceli türevsel denklemlerle ifade edilmektedir. Ayrıca bu sistemin, bazı kontrol uygulamalarında kararsız denge noktalarında dengelenmesi ve kontrol edilmesi gerekmektedir. Bu özelliklerinden dolayı, arabalı ters sarkaç sistemi hem benzetimlerde hem de gerçek zamanlı uygulamalarda kontrol algoritmalarının tasarlanması ve uygulanması için iyi bir sınama ortamıdır. Bu tezde, arabalı sarkaç sisteminin ters sarkaç kipinde dengelenmesi ve kontrol edilmesi için farklı kontrol algoritmalarının uygulanabilirliği analiz edilmiştir. Bu amaç doğrultusunda, ilk olarak, sistemin yapısının benzetimi yapılmış ve durum geri beslemesi kontrol stratejisi benzetimde uygulanmıştır. Buna karşın, durum geri beslemesi kontrol stratejisi gerçek zamanlı uygulamada başarısız olmuştur. Bu nedenle, gerçek zamanlı sistemin dinamiği ve sistemin matematiksel modelinin arasındaki uyumsuzluktan dolayı, gerçek zamanlı uygulamada bir sistem tanımlama adımına ihtiyaç duyulmuştur. Sistem tanımlama adımı yaklaşık doğrusal sistem yapısı hakkında değerli bilgileri tayin etmiş ve bu bilgiler gerçek zamanlı uygulamalarda dengeleme ve kontrol görevlerinin başarıyla sonuçlandırması amacıyla yeni ve yetkin denetleyicilerin tasarlanması için kullanılmıştır. Denetleyiciler, tanımlanan sistemin kök yer eğrisi çizimlerine dayanarak tasarlanmıştır. Denetleyiciler tasarlandıktan sonra kabiliyetleri farlı gerçek zamanlı uygulamalarda sınanmıştır.
Özet (Çeviri)
The cart-pendulum system has a non-linear dynamics and its mathematical model is expressed by differential equations with high order. Besides, at some control applications this system should be stabilized and controlled around unstable equilibrium points. Due to these characteristics, the cart pendulum system is a good test-bed to design and implement different control algorithms in both simulation and real time applications. In this thesis, applicability of different control algorithms to stabilize and control the cart-pendulum system in inverted pendulum mode is analyzed. Primarily the system structure is simulated and a state feedback control strategy is implemented for this mission. However, the state feedback control strategy is unsuccessful in the real time application. For this reason, in the real time application, a system identification step is required as it is observed that there is a dissonance in the real system dynamics and mathematical model of the system. The system identification step has specified the valuable information about the approximate linearized system structure and this information is used to design new and competent controllers to accomplish the stabilization and control missions in real time. The controllers are designed based on root locus plots of the identified system. After the controllers are designed, their capabilities are tested in various real time applications.
Benzer Tezler
- Doğrusal tahrikli çift çubuklu ters sarkaç sisteminin tasarımı ve denge kontrolü
Design and stabilization control of a cart - pole double inverted pendulum system
TUĞÇE YAREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mekatronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SELÇUK KİZİR
- İki eksenli uzaktan komutalı hedef takip sisteminin tasarımı ve kontrolü
Design and control of two-axis remote commanded target tracking system
MUSTAFA IŞIK AKYÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
- Addressing parametric uncertainties in autonomous cargo ship heading control
Otonom kargo gemisi yön kontrolündeki parametrik belirsizliklerin ele alınması
AHMAD IRHAM JAMBAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. İSMAİL BAYEZİT
- Analitik kesirli mertebe PID kontrol tasarımı: manyetik askı sistemine uygulanması
Analytical fractional order PID controller design: Case study on magnetic leviaton system
SERGEN BERKAY KÖSE
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
- İnsansı robotların yürüme becerilerinin derin pekiştirmeli öğrenme algoritmalarıyla geliştirilmesi
Developing walking skills of humanoid robots with deep reinforcement learning algorithms
ÇAĞRI KAYMAK
Doktora
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL UÇAR