Doğadan esinlenen optimizasyon algoritmaları kullanarak top dengeleme düzeneği için PID tabanlı optimal kontrolcü tasarımı
PID-based optimal controller design for ball balance using nature-inspired optimization algorithms
- Tez No: 705800
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖKKEŞ TOLGA ALTINÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Günümüzde kullanılan sistemler genel olarak karmaşık ve doğrusal olmayan sistemlerdir. Bu sistemler üzerinde denemeler yapmak zor, tehlikeli ve maliyetli olabilmektedir. Bu tür sistemleri kontrol edebilmek hala önemli bir çalışma alanıdır. Bu sistemlerin kontrolü için benzer veya daha karmaşık sistemler kullanılmaktadır. Deneysel sistemler ile karmaşık ve doğrusal olmayan sistemler üzerinde daha güvenli ve maliyetsiz olarak çalışmalar yapılabilmektedir. Top dengeleme düzeneği de bu deneysel düzeneklerden biridir. Topun konumu iki eksende değişmektedir, bu sebeple sistem iki serbestlik dereceli (2-Dof) sistem olarak adlandırılır. İki boyutlu bir tablada serbest halde hareket edebilen bir topun pozisyonunu, istenilen pozisyona ulaştırmak için eyleyicileri (servo motorlar) kontrol etmek gerekmektedir. Topun konumu tablanın açısına göre değişir. Top dengeleme düzeneğinde önceden belirlenmiş bir sınır içerisinde topu tablada tutmak amaçlanır. Tablanın açısını ise eyleyiciler değiştirmektedir. Topu istenilen konuma getirebilmek için servo motorların kontrol edilmesi gerekmektedir. Bu sebeple, sistemin matematiksel modeli oluşturulduktan sonra kontrolcü kullanılması gerekmektedir. Bu tez kapsamında kullanılan kontrolcüler şu şekildedir, PID, PIDC, PIDA, 2-Dof PID, Bulanık-PID. Kontrolcülerin parametrelerini bulmak için optimizasyon algoritmaları kullanılmıştır. Kullanılan optimizasyon algoritmaları şu şekildedir, Ateşböceği Algoritma (FA), Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO), Arılar Algoritması (BA), Yabani Ot Optimizasyonu (IWO), Yapay arı kolonisi (ABC). Kontrolcüler öncelikle bilgisayar ortamında benzetim çalışmaları üzerinden tasarlanmıştır, daha sonra düzenek üzerinde uygulaması yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
The systems used today are generally complex and nonlinear systems. Experimenting on these systems can be difficult, dangerous and costly. Being able to control such systems is still an important area of study. Similar or more complex systems are used to control these systems. With experimental systems, it is possible to work on complex and nonlinear systems more safely and cost-effectively. Ball balancing mechanism is one of these experimental setups. The position of the ball changes in two axes, so the system is called a two-degree-of-freedom (2-Dof) system. It is necessary to control the actuators (servo motors) to bring the position of a ball that can move freely on a two-dimensional table to the desired position. The position of the ball changes according to the angle of the table. In the ball balancing mechanism, it is aimed to keep the ball on the table within a predetermined limit. Actuators change the angle of the table. In order to bring the ball to the desired position, servo motors have to be controlled. For this reason, after the mathematical model of the system has been created, a controller should be used. The controllers used in this thesis are as follows: PID, PIDC, PIDA, 2-Dof PID, Fuzzy-PID. Optimization algorithms are used to finding the parameters of the controllers. The optimization algorithms used are as follows: Firefly Algorithm (FA), Particle Swarm Optimization (PSO), Bees Algorithm (BA), Weed Optimization (IWO), Artificial bee colony (ABC). Controllers were first designed through simulation studies in the computer environment, then the application was made on the mechanism.
Benzer Tezler
- Bambu malzeme davranışına bir model olarak kabuk strüktür tasarım ve şekil optimizasyonu
Shell structure design and shape optimization as a model for material behavior of bamboo
ESRA DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEMAN FİGEN GÜL
- Doğadan esinlenen ve ses yankısına dayalı çözüm arama algoritması ile belge kümeleme
Document clustering with a nature-inspired and echolocation based search algorithm
SİNEM BÜYÜKSAATÇI
Doktora
Türkçe
2015
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ ALP BARAY
- Yatay halka elektromanyetik (YHEM) verisinden farksal arama algoritması kullanarak parametre kestirimi
Parameter estimation by differential search algorithm from horizontal loop electromagnetic (HLEM) data
HİLAL ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Jeofizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞLAYAN BALKAYA
- Optimization algorithms inspired by sea creatures in feature selection applications
Deniz canlılarından ilham alınarak oluşturulan optimizasyon algoritmalarının öznitelik seçimi uygulamalarında kullanımı
DENİZ FURKAN KANBAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜMİNE KAYA KELEŞ
- Yapay sinir ağlarında öğrenme algoritmalarının analizi
Analysis of learning algorithms in neural networks
SEVİNÇ BAKLAVACI
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. LEYLA GÖREN