Observer design and output feedback stabilization of time varying systems
Zamanla değişen sistemlerin gözlemleyici tasarımı ve çıktı geribeslemesi
- Tez No: 504340
- Danışmanlar: PROF. DR. HİTAY ÖZBAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Anahtarlı ve doğrusal olmayan zamanla değişen sistemlerin gözlemleyici tasarımı ve çıktı geribeslemesinin kararlılaştırılması üzerine çalışılmıştır. Gecikmeli ve geribesleme anahtarlı sistemlerin kararlılığını sağlamak için, son zamanlarda bulunan ve Lyapunov fonksiyonu tabanlı klasik olan yöntemlerden temelde farklı olan gezinge tabanlı yaklaşımın yeni bir uzantısı geliştirilmiştir. Kendi başına ilgi uyandıran gezinge tabanlı yaklaşımın bu yeni uzantısı, gecikmesi zamanla değişen pek çok sisteme uygulanabilmektedir ve kararlılık sonuçlarını sağlayan uygun Lyapunov fonksiyonu bulma probleminin üstesinden gelmektedir. Kararlılaştırma yöntemimiz, anahtarlı bir sistemin tüm alt sistemlerinin kararlılaştırılabilirlik ve tespit edilebilirliğine gereksinim duymamaktadır ve zamanla değişen gecikmenin türeviyle ilgili hiçbir şart koymamaktadır. Doğrusal olmayan, zamanla değişen sistemler için, duruma bağlı bozucu etkenin doğrusal yakınsamaya etki ettiği koşullar altında yeni bir sonlu zamanlı düzgün gözlemleyici türü geliştirilmiştir. Çıktıları sadece bazı sonlu zaman aralıklarında erişilebilen ve doğrusal olmayan zamanla değişen sistemlerin kararlılaştırıcı geri beslemesini geliştirmek için bu sonlu zamanlı gözlemleyici tasarımı ve anahtarlı sistem yaklaşımı birleştirilmiştir. Kapalı döngü sistemin kararlılığını sonuçlandırmak için, yine gezinge tabanlı yaklaşımın bir uzantısı kullanılmaktadır. Durumun ölçülen bileşenlerinin kestirilmesinin gerekmediği düşüncesinden yola çıkarak, geniş bir doğrusal olmayan zamanla değişen sistem sınıfı için azaltılmış dereceli ve sonlu zamanlı gözlemleyiciler geliştirilmiştir. Bu azaltılmış dereceli sonlu zamanlı gözlemleyicilerin; çok girdili çok çıktılı ve doğrusal olmayan zamanla değişen sistemlerin dinamik çıktı geribesleme kararlılaştırılması probleminin çözümü için nasıl kullanılabileceği gösterilmiştir. Son olarak, parçalı sürekli bozucu etken altında sürekli zamanlı, doğrusal ve zamanla değişen sistemin örneklenmiş çıktısıyla tam durum kestirimi için sonlu zamanlı gözlemleyici tasarlanmıştır.
Özet (Çeviri)
We study observer design and output feedback stabilization of switched and nonlinear time varying systems. To establish the stability of feedback switched systems with delay, we develop a new extension of a recently proposed trajectory based approach which is fundamentally different from classical Lyapunov function based methods. This new extension of trajectory based approach, which is of interest for its own sake, can be applied to a wide range of time varying systems with time varying delays and it tackles the issue of finding appropriate Lyapunov functions to establish stability results. Our stabilization methodology does not require stabilizability and detectability of all of the subsystems of the switched system and we do not impose any constraint on the derivative of the time varying delay. For nonlinear time varying systems, we build a new type of finite-time smooth observer in the case where a state dependent disturbance affects the linear approximation. We combine this finite time observer design and a switched systems approach to develop stabilizing feedbacks for nonlinear time varying systems whose outputs are only available on some finite time intervals. Again, we use an extension of the trajectory based approach to conclude the stability of the closed-loop system. Motivated by the fact that the measured components of the state do not need to be estimated, we also construct reduced order finite time observers for a broad class of nonlinear time varying systems. We show how these reduced order finite time observers can be used to solve dynamic output feedback stabilization problem for multiple input, multiple output nonlinear time varying systems. Finally, we design a finite time observer to estimate the exact state of a continuous-time linear time varying system from sampled output in the presence of a piecewise continuous disturbance.
Benzer Tezler
- Finite-time control of switched linear systems with time-delay
Zaman gecikmeli ve anahtarlamalı doğrusal sistemlerin sonlu zaman denetimi
GÖKHAN GÖKSU
Doktora
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ULVİYE BAŞER ILGAZ
- Düşük mertebeden zaman gecikmeli sistemlerin oransal kontrolörler ile kararlı kılınması
Stabilization of low-order time-delay systems by proportional controllers
BARIŞ SAMİM NESİMİOĞLU
Doktora
Türkçe
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
- A4 uçağı için geliştirilmiş otopilot tasarımı
Autopilot design for A4 aircraft
İBRAHİM CAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELBRUS CAFEROV
- Digital controller design for sampled-data nonlinear systems
Doğrusal olmayan kesikli-zaman sistemleri için sayısal denetleyici tasarımı
AHMET ÜSTÜNTÜRK
Doktora
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. EROL KOCAOĞLAN
- İki serbestlik dereceli hareketli anten platformları için geri beslemeli denetleyici tasarımı ve simülasyonu
Design and simulation of a feedback controller for two degrees of freedom mobile antenna platforms
ÜMİT AĞLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BURUNKAYA