Geri Dön

Control of rotary inverted pendulum system with learning feedback linearization based stable robust adaptive controller

Öğrenen geri beslemeli doğrusallaştırma tabanlı kararlı gürbüz uyarlanır denetleyici ile dönel ters sarkaç sisteminin kontrolü

  1. Tez No: 611832
  2. Yazar: MEHMET UĞUR SOYDEMİR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SAVAŞ ŞAHİN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kontrol ve Kumanda Sistemleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 73

Özet

Bu tez, öğrenen geri beslemeli doğrusallaştırma (ÖGD) tabanlı kararlı, gürbüz, uyarlanır bir kontrolör tasarımını bir dönel ters sarkaç (DTS) sistemi için sunmaktadır. Önerilen uyarlanır kontrolör algoritması bir doğrusal kontrolör modeline ve bir doğrusal olmayan özyinelemeli kayan-ortalama (DÖKO) tabanlı ÖGD ile elde edilen geri beslemeli doğrusallaştırılmış sistem modeline dayanmaktadır. Önerilen algoritma 3 aşamadan oluşmaktadır; i) DÖKO tabanlı ÖGD, bir yapay sinir ağı (YSA) yardımıyla doğrusal olmayan sistem için bir geri beslemeli doğrusallaştırılmış model elde etmede kullanılması, ii) DÖKO-ÖGD tabanlı sistemin bir özyinelemeli kayan ortalama (ÖKO) sistem modeli ile tanılanabilmesi ve iii) Schur kararlılık koşullarını sağlayan kapalı çevrim kontrol sistemini ÖKO sistem ve kontrolör modelleri tarafından oluşturulması. Bir kere YSA'nın eğitim aşaması yerine getirildiğinde, geri beslemeli doğrusallaştırılmış doğrusal olmayan sistem, doğrusal olmayan sistemin ve onun öğrenilmiş ÖGD bloğunun bir kombinasyonunu içeren bir ÖKO modeli olarak tanılanmaktadır. Önerilen kararlı, gürbüz, uyarlanır kontrol algoritması hem sistemin hem de tüm kapalı çevrim sistem için Schur kararlılık koşullarını sağlayan ÖKO modelleri aracılığıyla uygulanmaktadır. Hem doğrusallaştırılmış sistem modelinin hem de tüm kapalı çevrim sistemin gürbüzlük özellikleri için, sırasıyla doğrusallaştırılmış doğrusal olmayan sistemin tanılama hatası ve izleme hatası olarak tanımlanan 𝜀-duyarsızlık kayıp fonksiyonu ℓ1,𝜀(⋅,⋅) çalıştırılmaktadır. Sonuçta, önerilen ÖGD tabanlı kararlı, uyarlanır kontrolör DTS modeline ve fiziksel sistemine uygulanmaktadır. Önerilen kontrolörün performansı Oransal-Türev kontrolörle izleme hatası için ortalama karesel hata cinsinden karşılaştırılır.

Özet (Çeviri)

This thesis presents a learning feedback linearization (LFL) based stable robust adaptive controller design for a rotary inverted pendulum (ROTPEN) plant. The proposed adaptive controller design algorithm is based on a linear controller model and a feedback linearized plant model obtained from a nonlinear auto-regressive moving-average (NARMA) based LFL. The proposed algorithm is achieved by three progressive stages as follows; i) NARMA based LFL is used to obtain a feedback linearized model for a nonlinear plant by using the artificial neural network (ANN), ii) the NARMA-LFL based plant might be identified as an auto-regressive moving average (ARMA) plant model, and iii) the closed-loop control system providing Schur stability conditions is constituted by both ARMA plant and controller models. Once the training phase of ANN is fulfilled, the feedback linearized nonlinear plant might be identified as the ARMA model including the combination of the nonlinear plant and it's learned LFL block. The proposed stable robust adaptive control algorithm is implemented via the ARMA models of both the plant and the controller provided the Schur stability conditions for the overall closed-loop system. Robustness properties of both the linearized plant model and the overall closed-loop system are employed with the 𝜀-insensitive loss function ℓ1,𝜀(⋅,⋅) defined as the identification error of the linearized nonlinear plant and the tracking error, respectively. In conclusion, the proposed LFL-based-stable-adaptive-controller is applied for ROTPEN model and its physical experimental setup. The performance of the proposed controller is compared with the Proportional-Derivative controller in terms of mean square error for tracking error.

Benzer Tezler

  1. İki ayaklı yürüyen robot tasarımı ve prototip imalatı

    Design and contruction of 12 dof biped robot

    ALPER GERÇEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ

    YRD. DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU

  2. İç içe geçmiş kayan kipli kontrol yöntemi kullanarak döner ters sarkaç sisteminin kontrolü

    Control of rotary inverted pendulum system by using coupled sliding mode control method

    VASIF EMRE KÖTAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ÖZCAN

  3. Mekatronik sistemler için yenilikçi öz-ayarlamalı hız gözlemcisi ve gürbüz denetleyici tasarımı ve gerçeklenmesi

    Design and implementation of novel self-tuning velocity observer and robust controller for mechatronic systems

    HAZİN İNCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYDOĞAN SAVRAN

  4. Anti swing up control of a single, double and triple link rotary inverted pendulum with nonlinear friction models

    Doğrusal olmayan sürtünme modelleriyle tek, çift ve üç bağlı dönel ters sarkacın salınım önleyici kontrolü

    ZIED BEN HAZEM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mekatronik MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAFER BİNGÜL

  5. Hiyerarşik kayan kip kontrolün ters sarkaç sistemlerine uygulanması

    Application of hierarchical sliding mode control to inverted pendulum systems

    YUSUF ALTUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBalıkesir Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. METİN DEMİRTAŞ