Adaptive control of cyberphysical human systems
Siber fiziksel insan sistemlerinin uyarlamali kontrolü
- Tez No: 687037
- Danışmanlar: DR. YILDIRAY YILDIZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 179
Özet
Bu tez, yedeklemeli ve kısıtlanmış eyleyicilere sahip siber-fiziksel insan sistemlerinin kontrolü üzerine odaklanmaktadır. Belirsizlik ve eyleyici doygunluğu varlığında kontrol sinyallerinin yedeklemeli eyleyiciler arasında paylaştırılması amacıyla yenilikçi bir uyarlamalı kontrol tekniği önerilmektedir. Önerilen metod belirsizlik saptaması ya da sürekli uyarım gerektirmez. Verilen metodun kararlılığı Lyapunov kararlılık analizi kullanarak garanti altına alınmıştır. Buna ek olarak, uyarlamalı kontrol paylaşımına uygulanabilecek bir modifiyeli projeksiyon operatörü önerilmektedir. Bu operatör paylaştırıcının eyleyicilerin hem büyüklük hem de hız limitlerini idare etmesine olanak sağlar. Belirsizlik ve eyleyici doygunluğu varlığında uyarlamalı paylaştırıcıyı tamamlamak ve kararlılık ve referans takibini garanti altına almak için, zamana bağımlı kayan yüzeyleri olan yenilikçi bir kayan mod kontrolcü tasarlanmıştır. Bu kontrolcü hem uyarlamalı kontrol paylaşımı hatalarına hem de dış müdahalelere karşı gürbüzdür. Ayrıca, belirsizlik varlığında insan kontrol cevabını taklit etmek amacıyla uyarlamalı bir insan modeli önerilmiştir. Önerilen yapı, model referans uyarlamalı kontrole dayandırılmış olup uyarlama yasaları Lyapunov-Krasovskii kararlılık kriterleri kullanılarak elde edilmiştir. Bu modeli doğrulama amacıyla, veri toplamak için bir deney düzeneği kurulmuş ve pilot modelinin öngörü gücünü ölçmek için istatistiksel analiz yapılmıştır. Son olarak, belirsiz dinamiklere ve yedekleyici eyleyicilere sahip, ve insanın çevrim içi olduğu kapalı döngü kontrol sisteminin kararlılık limitleri gösterilmiştir. Bu sistemin kararlılığı gösterilirken zaman gecikmelerine sahip olan ve olmayan çeşitli insan modelleri göz önüne alınmıştır. Simülasyon sonuçları önerilen metotların etkinliğini göstermek için sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
This dissertation focuses on the control of cyberphysical human systems in the presence of actuators' redundancy and constraints. A novel adaptive control technique is proposed to allocate control signals among redundant actuators in the presence of uncertainty and actuator saturation. The proposed method does not require any uncertainty identification or persistency of excitation assumption. The stability of the proposed method is guaranteed using Lyapunov stability analysis. In addition, a modified projection operator that can be implemented to the adaptive control allocation is proposed. This operator enables the allocator to handle both magnitude and rate limits of actuators. A novel sliding mode controller with time-varying sliding surface is designed to complement the adaptive allocator and guarantee stability and reference tracking in the presence of uncertainty and actuator saturation. This controller is robust to both adaptive control allocation error and external disturbance. Furthermore, an adaptive human model is proposed to mimic the human control response in the presence of uncertainty. The proposed structure is based on the model reference adaptive control, and the adaptive laws are obtained using the Lyapunov-Krasovskii stability criteria. To validate this model, an experimental setup is employed to collect data and a statistical analysis is conducted to measure the predictive power of the pilot model. Finally, the stability limits of a human-in-the-loop closed loop control system, where the plant to be controlled has redundant actuators with uncertain dynamics, are demonstrated. Various human models with and without time delays are investigated. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed methods in each chapter.
Benzer Tezler
- Shared control in aerial cyber-physical human systems
Havasal siber-fiziksel insan sistemlerinde paylaşımlı kontrol
EMRE ERASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YILDIRAY YILDIZ
- Askeri personel için akıllı kıyafet tasarımı
Smart suit design for military person
BURAK SAKACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLAY YILDIRIM
- Augmenting occupant thermal experience with cyber-physical-social systems: A case study on adaptive vents
Başlık çevirisi yok
CEM KESKİN
Doktora
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA PINAR MENGÜÇ
- Multi topology routing based traffic optimization for IEEE 802.1 time sensitive networking
IEEE 802.1 zaman hassas haberleşme için çoklu topolojiyönlendirmesi tabanlı trafik optimizasyonu
ÖMER KAĞAN DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKaradeniz Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK CEVHER
- 2-step indoor localization for 'smart AGVs'
'Akıllı AGV'ler' için iki aşamalı iç mekan konumlama yaklaşımı
ABDURRAHMAN YILMAZ
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ