Geri Dön

H-infinity mixed-sensitivity optimization for infinite dimensional plants subject to convex constraints

Konveks kısıtlamalara tabi sonsuz boyutlu sistemler için h-ınfinity karışık-hassasiyet optimizasyonu

  1. Tez No: 732911
  2. Yazar: OĞUZHAN ÇİFDALÖZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ARMANDO A. RODRIGUEZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Arizona State University
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 174

Özet

Bu tez, konveks kısıtlamalara tabi doğrusal zamanla değişmeyen (LTI) sonsuz boyutlu sistemler için H-Infinity optimale yakın sonlu-boyutlu denetimci tasarımına odaklanmaktadır. Sonsuz boyutlu (veya dağıtılmış parametreli) sistemler, modelleri kısmi diferansiyel denklemlerin (PDE'ler) ve/veya zaman gecikmelerinin kombinasyonlarını içeren sistemlerdir. Bu tez, bu tür sistemler için, kapalı döngü transfer fonksiyonları üzerindeki konveks kısıtlar altında, H-Infinity karma duyarlılık optimizasyonuna dayalı sistematik bir tasarım metodolojisi sunar: Sonsuz boyutlu sistemin sonlu boyutlu bir yaklaşıklığı elde edilir. Youla-Bongiorno-Jabr-Kucera Q-Parametrizasyonu, tüm kararlaştıran LTI kontrolör setini parametreleştirmek ve Youla Q-Parametresine göre konveks olan ağırlıklı karma duyarlılıklı H-Infinity optimizasyonunu formüle etmek için kullanılır. Kararsız sistemler için de aynı parametreleştirme kullanılabilir, ancak aralarında asal faktörlerin sonlu boyutlu yaklaşımlarının kullanılması gerekir. Q parametresini yaklaşık olarak ifade etmek için sonlu boyutlu (gerçek-rasyonel) kararlı bir baz kullanılır. Bunu yaparak, sonsuz boyutlu konveks optimizasyon problemi, sonlu boyutlu bir parametre uzayı üzerinde bir aramayı içeren sonlu boyutlu bir konveks optimizasyon problemine dönüştürülür. Bu önemli bir aşamadır çünkü (1) konveks kısıtlamalara tabi H-Infinity karma duyarlılık problemleri için analitik yöntemler şu anda mevcut değildir ve (2) bu tür (doğrusal olmayan konveks) optimizasyon problemlerini çözmek için çok verimli iç nokta yöntemleri mevcuttur. Ağırlıklı karma hassasiyetli H-Infinity kontrol sistemi tasarım problemlerini çözmenin yanı sıra, tasarım sürecinde zaman ve frekans alanı isterlerini (örn. kontrol eyleminin tepe değeri, çıkışta aşma, tepe büyüklüğü) doğrudan hesaba katmak için alt gradyan kavramları kullanılır. Bu sayede, geniş bir sonsuz boyutlu sistem sınıfı için sistematik bir kontrol sistemi tasarım metodolojisi sağlanır. Sonuç olarak, önerilen yaklaşım, bir tasarımcının, doğrudan bir tasarım yöntemi olmayan kontrol sistemi tasarım problemlerini çözmesine izin verir.

Özet (Çeviri)

This dissertation focuses on H-Infinity near-optimal finite-dimensional compensator design for linear time invariant (LTI) infinite-dimensional plants subject to convex constraints. Infinite-dimensional (or distributed parameter) systems are systems whose models contain combinations of partial differential equations (PDEs) and/or time delays. This dissertation presents a systematic design methodology for such systems, based on H-Infinity mixed-sensitivity optimization, subject to convex constraints on the closed loop maps: The infinite-dimensional plant is approximated by a finite dimensional approximant. The celebrated the Youla-Bongiorno-Jabr-Kucera Q-Parameterization is used to parameterize the set of all stabilizing LTI controllers and formulate a weighted mixed-sensitivity H-Infinity optimization that is convex in the Youla Q-Parameter. For unstable plants, the same parameterization can be used but the coprime factors need to be approximated by their finite dimensional approximants. A finite-dimensional (real-rational) stable basis is used to approximate the Q-parameter. By so doing, the infinite-dimensional convex optimization problem is transformed to a finite-dimensional convex optimization problem involving a search over a finite-dimensional parameter space. This is significant because (1) analytic methods for problems with H-Infinity mixed-sensitivity objectives subject to convex constraints are currently unavailable and (2) very efficient interior point methods exist to solve such (nonlinear convex) optimization problems. In addition to solving weighted mixed-sensitivity H-Infinity control system design problems, subgradient concepts are used to directly accommodate time and frequency domain specifications (e.g. peak value of control action, overshoot at the output, peak magnitude) in the design process. As such, a systematic control system design methodology is provided for a large class of infinite-dimensional plants. Several illustrative examples for thermal, structural, and aircraft systems are provided. In short, the approach taken permits a designer to address control system design problems for which no direct method exists.

Benzer Tezler

  1. H-infinity mixed sensitivity optimization for a four axis gimbal platform

    Dört eksenli gimbal platformu için H-sonsuz karma hassasiyet optimizasyonu

    EZEL YALÇINKAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇankaya Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN ÇİFDALÖZ

  2. Kızaklı sarkaç sisteminin H-sonsuz optimal kontrol yöntemleri ile salınımsız kontrolü

    Control of a single pendulum gantry system with H-Infinity optimal conrol methods

    BARAN ALİKOÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEYLA GÖREN SÜMER

  3. H-infinity design for an X-29 aircraft

    X-29 uçağı için H-infinity kontrol tasarımı

    OĞUZHAN ÇİFDALÖZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2002

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiArizona State University

    Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARMANDO A. RODRIGUEZ

  4. İki eksen gimbal sistemleri için gürbüz kontrol yöntemlerinin karşılaştırılması

    Comparison of robust control methods for two axis gimbal systems

    OĞUZHAN TEZGELEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU

  5. H-infinity based filtering for systems with time delays and application to vehicle tracking

    Zaman gecikmeli sistemler için h-sonsuz tabanlı kestirim ve araç takip problemine uygulanması

    MEHMET SAMİ EZERCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. HİTAY ÖZBAY