Minimum faz olmayan doğrusal sistemler için çevrimiçi gecikme ve bozunum telafisi
Online time delay and disturbance compensation for linear non minimum phase systems
- Tez No: 694084
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÖNDER EFE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Gerçek sistemlerde genellikle bozunumlar görülür ve bunlar sistem kararlılığı ile performansı üzerinde olumsuz etkilere sahiptir. Geçmişten bu yana, geri beslemeli kontrol sistemlerinin kararlılık ve performans karakterini iyileştirmek üzere bazı çözümler üretilmektedir. Klasik bozunum gözlemcileri sisteme etkiyen bozunumları uygun bir ters modelden faydalanarak kestirmekte ve kontrol edilen kanaldan temizlemektedir. Lakin, minimum-fazda olmayan sistemlerde modelin tersini alma, sağ yarı-düzlem sıfırlarının özel olarak ele alınmasını gerektiren kararsız kontrol döngülerine neden olmaktadır. Bu arzu edilmeyen durum, bozunum gözlemcilerinin hem sadeliğini hem de kabiliyetlerini sınırlandırmaktadır. Araştırmacılar, klasik bozunum gözlemcilerinin yetersizliğinden dolayı, daha karmaşık kontrolcüler kullanarak sistemi gürbüz hale getirmesine rağmen; tasarlanan kontrolcüler genellikle tek amaç doğrultusunda sadece sistemi gürbüz hale getirmekle kalmakta ve diğer tasarım hedeflerinden feragat etmektedir. Harici bozunumlara ek olarak, zaman gecikmeleri de dinamik sistemlerin doğasında var olmakta ve bozunumlara benzer bir şekilde sistem kararlılığı ve operasyonunu zedelemektedir. Bu gibi durumlarda sistem kararlılığını geri kazanabilmek için sıklıkla Smith tahmincileri kullanılmaktadır. Bu yaklaşımda, kontrolcü çıktısından girdisine bir negatif geri besleme ile zaman gecikmesi modeli kullanılmakta ve bu gecikme ise gecikmesiz kapalı döngü transfer fonksiyonunun bir çarpanı haline gelmektedir. Ancak, böyle bir zaman gecikmesi modeli tasarımı için, pratikte pek de mümkün olmayan, gerçek gecikme değerinin hassas bir şekilde ölçümünün yapılabiliyor olması gerekmektedir. Bu çalışmada bozunum ve zaman gecikmelerinin olumsuz etkilerini eşzamanlı olarak ortadan kaldırmaya yönelik, minimum-fazda olmayan gecikmeli sistemler için bozunum gözlemcisi ve adaptif Smith tahmincisi tasarımları öne sürülmektedir. Elde edilen sonuçlara göre, kontrolcü tek başına zaman gecikmesi ve bozunumlar altında sistem kararlılığını sağlatmakta güçlük çekmektedir. Öte yandan öne sürülmekte olan gecikme ve bozunum kestirimi yöntemleri ile minimum-fazda olmayan ve gecikmeli sistemlerde, sistem cevabı kararlılığını korumakta ve nominali yansıtacak şekilde davranmaktadır.
Özet (Çeviri)
Disturbances often occur in real systems and this has a negative effect on system stability and performance. In the past, a number of remedies have been proposed to enhance the stability and performance characteristics of feedback control systems. The classical disturbance observer estimates disturbances acting on the system utilizing a proper inverse model and eliminates the disturbance from the control channel. However, the model inversion for non minimum phase systems leads to unstable control loops, which require a special treatment for the right half plane zeros. This undesired situation narrows down both the simplicity and the capabilities of disturbance observer. Although researchers try to make the system robust by using more complex controllers due to restrictive effect of classical disturbance observers, the designed controllers often achieve one control target, making the system robust against disturbances yet sacrificing other control objectives. In addition to external disturbances, inherent time delays are also inevitable facts observed in dynamic systems, and similar to disturbances, they disrupt the system's stability and deteriorate its operation. Smith predictor is often used to restore the stability of such systems. In this approach, negative feedback is made from the controller output to input by using delay time model and the delay becomes a multiplier of the delay free closed loop transfer function. However, in order to design the delay time model, the actual delay time must be measured precisely, which is usually not possible in practice. In this study, both the disturbance observer for non minimum phase systems and the adaptive Smith predictor design for systems with time delay are proposed to eliminate the negative effects of disturbances and time delays, concurrently. According to the results, it is seen that the controller alone is not capable of maintaining the stability under time delay and disturbances. On the other hand, for non minimum phase and time delay systems, the response of the system is stable and it resembles the nominal system behavior with proposed time delay and disturbance estimation methods.
Benzer Tezler
- Robust dominant pole placement with low order controllers
Düşük mertebeli kontrolörler ile dayanıklı baskın kutup atama
EMRE DİNCEL
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
- Linearity and efficiency improvement on RF power amplifiers
RF kuvvetlendiricilerde doğrusallık ve verimin iyileştirilmesi
ÖMER AYDIN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. OSMAN PALAMUTÇUOĞULLARI
- Hidrolik simülatörlerin kontrolü
Control of hydraulic simulators
UFUK DURSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- Model öngörülü kontrolün farklı nonlineer proses modelleri ile sınanması
Performance evaluation of model predictive control using various nonlinear process models
SİNAN MUTER
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. CAN ÖZSOY
- A new lumped parameter (tank) model for reservoirs containing carbon dioxide
Karbondioksit içeren rezervuarların yeni bir boyutsuz parametre (tank) modeli ile modellenmesi
FATMA BAHAR HOŞGÖR
Doktora
İngilizce
2016
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER İNANÇ TÜREYEN