Geri Dön

Robust control design for mechatronic systems having non-symmetric input gain matrix

Bakışımlı olmayan giriş kazanç matrisine sahip mekatronik sistemler için gürbüz denetleyici tasarımı

  1. Tez No: 449144
  2. Yazar: BARIŞ BIDIKLI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ENVER TATLICIOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 150

Özet

Yüksek oranda belirsiz ve karmaşık yapıları, mekatronik sistemlerin denetim problemini zor bir iş haline getirmektedir. Bu problem, belirtilen sistemlerin giriş kazanç matrislerini bakışımsız hale getiren bazı özel durumlar hesaba katıldığında daha da zorlayıcı hale gelmektedir. Bu problemi çözmek, bu tezin ana motivasyonudur. Bu amacı gerçekleştirmek için, giriş kazanç matrisinin yapısından bağımsız olan bir gürbüz denetleyici tasarlanmıştır. Mekatronik sistemler çok giriş çok çıkışlı doğrusal olmayan sistemler olarak modellendiğinden, bu tasarım belirtilen tipteki sistemlerin daha geniş bir sınıfı için gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan denetleyicinin asimptotik kararlılığı, Lyapunov temelli argümanlar aracılığıyla ispatlanmıştır. Denetim kazançlarının ayarlanma süreci, bu tasarımın en kısıtlayıcı ve en önemli yönlerinden biri olduğundan, tasarlanan denetleyici bir öz ayarlama yöntemi önerilerek desteklenmiştir. Denetleyici tasarımı tamamlandıktan sonra, tasarlanan denetleyicinin öz ayarlama yöntemi ile birlikte verimliliğinin gösterilmesi amacıyla, temelde farklı üç adet mekatronik sistemden faydalanılmıştır. Dinamik olarak konumlandırılmış deniz aracının ve altı adet tek yönlü römork ile yönlendirilen eyleyicisiz deniz aracının eklenmiş kütle etkisi altındaki konum ve yönelim denetimi ve küçük ölçekli insansız helikopterin davranış denetimi, denetleyicinin daha düşük dereceli sürümünden faydalanılarak, sağlanmıştır. Bu mekatronik sistemlerin her biri, giriş kazanç matrisini bakışımsız hale getiren farklı durumlar için örnek oluşturmaktadır. Tasarlanan denetleyicinin ve önerilen öz ayarlama yönteminin başarımı benzetimler ve deneyler aracılığıyla ortaya konulmuştur.

Özet (Çeviri)

Their highly uncertain and complex structures make the control problem of mechatronic systems a challenging task. This problem becomes more challenging when some special cases that make the input gain matrix of these systems non-symmetric are taken into account. Solving this problem is the main motivation of this dissertation. To realize this purpose, a robust controller that is independent from the structure of the input gain matrix is designed. Since, mechatronic systems are modeled as multi-input multi-output nonlinear systems, this design is realized for a broader class of these type of systems. Asymptotic stability of the designed controller is proven via Lyapunov-based arguments. Since, control gain adjusting process is one of the most restrictive and most important aspects of this design, designed controller is supported by proposing a self-tuning method. After completing the control design process by proposing this self-tuning method, three fundamentally different mechatronic systems are utilized to demonstrate the effectiveness of the designed controller in conjunction with the proposed self-tuning method. Position and orientation control of dynamically positioned surface vessel and unactuated surface vessel manipulated by 6 uni-directional tugboats under the influence of added mass effects, and attitude control of small-scaled unmanned helicopter are ensured by utilizing a lower order version of the designed controller. Each of these mechatronic systems constitutes an example of different cases that make input gain matrix non-symmetric. Performance of the designed controller and proposed self-tuning method are demonstrated via simulations and experiments.

Benzer Tezler

  1. Paletli mobil manipülatör tasarımı ve modellenmesi

    Tracked mobile manipulator design and dynamical modelling

    MUSTAFA TOLGA YAVUZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ

  2. Motion control design for functionally related systems

    Fonksiyon bağıntılı sistemlerde hareket kontrol tasarımı

    TARİK UZUNOVİC

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ASIF SABANOVIC

  3. Linear matrix inequality based robust control for multi degrees of freedom hybrid electromagnetic vibration isolation

    Çok serbestlik dereceli melez elektromanyetik titreşim izolasyonu için doğrusal matris eşitsizliği tabanlı gürbüz kontrol

    BARIŞ CAN YALÇIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KADİR ERKAN

  4. Doğrusal parametre değişimli sistemlerin ileri beslemeli kontrol tasarımı ve kalıcı mıknatıslı senkron motora uygulanması

    Feedforward control synthesis of linear parameter varying systems and application to permanent magnet synchronous motor

    YUSUF ALTUN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KAYHAN GÜLEZ

    DOÇ. DR. İBRAHİM BEKLAN KÜÇÜKDEMİRAL