Nonlinear controller design for high-speed dynamic atomic force microscope system
Yüksek hızlı dinamik atomik kuvvet mikroskobu sistemi için doğrusal olmayan denetçi tasarımı
- Tez No: 535494
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MÜJDAT BALANTEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, en gelişkin Yüksek Hızlı Dinamik Atomik Kuvvet Mikroskobu (YH-AKM) sisteminde geleneksel olarak kullanılan PI kontrolcüsü ile bir doğrusal olmayan H-infinity kontrolcüsünün performansları kıyaslanmıştır. En gelişkin YH-AKM sistemi MATLAB/SIMULINK'de, hava ve sıvıda küçük yüksek-frekanslı ve sıradan düşük-frekanslı olmak üzere dört farklı prob için modellenmiştir. Modellenen sistem için, PI ve H-infinity kontrolcüleri analitik metodlar ve MATLAB'daki araçlar kullanılarak tasarlanıp gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlar hem ideal koşulda, hem de gürültü, parazit ve parametrik belirsizlik gibi dış etkiler ile gerçekleştirilmiştir. İdeal koşulda, ulaşılan maksimum çerçeve hızı ve yüzdelik topografi yakalama hatası iki kontrolcü ile her prob için hesaplanmıştır. Ayrıca, dış etkilere karşı kontrolcülerin sistemdeki performansları test edilmiştir. H-infinity kontrolcüsü ile, seçilen örneğin topografisinin 2 kata kadar daha az yakalama hatası ile elde edilebildiği görülmüştür. Ayrıca PI kontrolcüsünün bozunum reddinde daha iyi, fakat H-infinity kontrolcüsünün gürültü etkisi altında daha sağlam olduğu gözlemlenmiştir. Her prob için, belirsizlik durumunda ideal koşula benzer sonuçlar elde edilmiştir. En belirgin sonuçlar yüksek-frekanslı problarla elde edilmiştir, çünkü H-infinity kontrolcüsü sıvıda çalıştırılan son teknoloji YH-AKM'de, aynı yakalama hatası ile PI kontrolcüsüne (7.1 fps) oranla 2 kat daha yüksek çerçeve hızına (14.3 fps) imkan vermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the performances of conventionally used PI controller and a nonlinear H-infinity controller, are compared in the state-of-the-art High-Speed Dynamic Atomic Force Microscope (HS-AFM). The state-of-the-art HS-AFM system is modeled via MATLAB/SIMULINK for four different cantilevers, i.e., small high-frequency and regular low-frequency cantilevers used in air and liquid environments. For the modeled system, PI and H-infinity controllers are designed and implemented by using both analytical methods and toolboxes available in MATLAB. Simulations are performed in ideal condition, and under exogenous effects such as noise, disturbance and parametric uncertainty. In ideal condition, achieved maximum frame rate, and the percentage of topography acquisition error with two controllers are calculated for each cantilever. Also, performances of controllers in the system are tested under exogenous effects. It is observed that with the H-infinity controller, the topography of the selected sample can be obtained with up to 2 times less acquisition error. It is also observed that PI controller is better in disturbance rejection, but H-infinity controller is more robust under the effect of noise. For each cantilever, similar results to the ideal condition is obtained in case of uncertainty. Most distinctive results are obtained with high-frequency cantilevers, as H-infinity controller enables a 2 times higher frame rate (14.3 fps) compared to the PI controller (7.1 fps) with the same level of acquisition error in the state-of-the-art HS-AFM operated in liquid environment.
Benzer Tezler
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Çorum toprak sanayii malzeme sahası olarak Sazköy killerinin etüdü
The Investigation of the Sazköy clays as meterial deposit for Çorum brick and the industry
METİN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiGazi ÜniversitesiYapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RECEP KILIÇ
- Bitlis-Zağros bindirme ve kıvrımlı kuşağının sismotektonik özellikleri
Başlık çevirisi yok
HALUK EYİDOĞAN
- Merkezsel ve dışmerkezsel çapraz elemanlı çerçeve yapıların statik ve deprem yüküne göre optimum tasarımı
Optimum desing of concentrically and eccentrically braced frames under static and earthquake loading
F.GÜLTEN GÜLAY
- İç ve dış yöneltme elemanlarının bilinmesi durumunda uzaysal kestirme problemlerinin çözümü ve yersel fotogrametride uygulama olanaklarının araştırılması
The Investigation of the solution of spatial intersection problems and the application possibilities on terrestrial photogrammetry in the case of interior and exterior orientation parameters are known
HÜSEYİN GAZİ BAŞ