An algorithmic fault-tolerant control architecture without actuator redundancy
Yedek tahrik unsuru kullanılmayan bir algoritma tabanlı hata toleranslı kontrol mimarisi
- Tez No: 527961
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ TÜRKER KUTAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Doğrusal olmayan kontrol teorisi, Geri beslemeli kontrol, Kaskad kontrol, Otonom ve kontrol, Nonlinear control theory, Feedback control, Cascade control, Autonomous and controlled
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması kapsamında, tahrik elemanlarında gerçekleşen hataların kotarılmasına yönelik yeni bir algoritma tabanlı hata toleranslı kontrol mimarisi geliştirilmiştir. Geliştirilen metod, sağlıklı tahrik elemananlarına bağlı durumlara, hatalı elemanların hareketlerini telafi etmek ve sistemin genel kararlılığının sürdürülebilmesi amacıyla, pretürbasyonlar eklenmesine dayanmaktadır. Hata tespiti uyarlamalı durum kestiriciler ile gerçekleştirilirken hata kotarma amaçlı oluşturulan pertürbasyonlar ise kontrol sisteminin bir parçası olan tekil bir dinamik sistem tarafından üretilmektedir. Önerilen yöntemde hata kotarma amacıyla herhangi bir fiziksel yedekleme ihtiyacı duyulmaması nedeniyle, geliştirilen hata toleranslı kontrol mimarisi“algoritma tabanlı”olarak nitelendirilmiştir. Geliştirilen mimarinin analizi için kontrol mimarisi, birbirine bağlı doğrusal olmayan sistemler için bir kontrol problemi olarak ele alınmış ve önerilen kontrol mimarisi ile ilgili varsayımları, koşulları ve kararlılık özelliklerini içeren bir teorem oluşturulmuştur. Oluşturulan yöntem, uygulanan sistemin Lipschitz sürekli olması ve bazı sınırları sağlaması koşulu ile, doğrusal olmayan, çok girdi-çıktılı ve kararsız sistemler de dahil olmak üzere birçok probleme uygulanabilmektedir. Önerilen mimari için tasarım yöntemi, teorik analizler ve analitik olarak izelenebi- lecek sayısal örneklerle açıklanmıştır. Daha karmaşık sistemlerdeki uygulamaları ve yöntemin kısıtlamaları ise robotik manipülatörlerdeki eklem hatalarından kurtulma ve dört pervaneli hava araçlarındaki pervane kayıplarından kurtulma problemlerinde, teorik analizler ve sistem benzetim sonuçları ile beraber sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis work, a novel algorithmic fault tolerant control system architecture against actuator failures is developed. The method is based on injection of perturbations on the controlled states that are connected to healthy actuators, in order to compensate for the failed components and maintain overall stabilization of the system. An adaptive state estimator structure is used for detection of faults and fault mitigation perturbations are generated from a singularly perturbed dynamic system, which is a part of the control architecture. The proposed method is an algorithmic fault tolerant control architecture in a sense that the fault tolerance and reliability is achieved algorithmically and without using any redundant physical components. For the theoretical analysis of the developed control system, the problem is formulated as a nonlinear control problem for interconnected systems and a theorem is structured that includes the assumptions, conditions and stability properties of the proposed architecture. Resultant algorithm can be applied to wide variety of problems including multi-input-multi-output unstable nonlinear systems, provided that the system under consideration is Lipschitz continuous and certain bound conditions are satisfied. Design methodology is explained through theoretical analyses and analytically tractable numerical examples. Applications on more complex systems and limitations of the proposed fault tolerant control system architecture are demonstrated on joint failures of robotic manipulators and propeller loss of quadrotors cases through theoretical analyses and simulation results
Benzer Tezler
- Dört rotorlu insansız hava araçları için fizik rehberli artık geri beslemeli sinir ağı ile çok ajanlı dağıtılmış lineer olmayan model öngörülü formasyon kontrolü
Multi-agent distributed nonlinear model predictive formation control for quadrotor UAVs using a physics-guided residual feedback neural network
DENİZ MUHACİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
İstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Design and simulation of a fault tolerant control system for the generic transport model under structural failure conditions
Yapısal hata koşulları altında genel taşıma modeli için hata toleranslı kontrol sisteminin tasarımı ve simülasyonu
MUHAMMED EMRE ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
İstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
Yükleniyor...
- Raylı sistem uygulamaları için hata toleranslı yolcu bilgilendirme sistemi mimarisi
A fault-tolerant passenger information system architecture for railway applications
BURAK GÜN
- Dağıtılmış sistemlerde saat senkronizasyonu
Clock synchronization in distributed systems
KADİR GÖKHAN TERCAN
- How cryptographic implementations affect mobile agent systems
Şifreleme gerçekleştirmelerinin gezgin aracı internet sistemlerini nasıl etkilediği
İSMAİL ULUKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Boğaziçi ÜniversitesiSistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...