Geri Dön

Adaptive boundary control using backstepping for 1D variable length string-mass system under disturbances

Bozukluklar altında 1B değişken uzunluklu ip-kütle sistemi için geri adımlamalı kullanarak uyarlamalı sınır kontrolü

  1. Tez No: 743706
  2. Yazar: MATEUSZ SZCZESIAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÜNAY ANLAŞ, PROF. DR. ÇETİN YILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 175

Özet

Bu tezde, 1B dalga denklemi için gecikmeli kontrol metodolojisini kullanan uyarlanabilir bir sınır kontrolü incelenmiştir. Ana hatlarıyla verilen problem, sabit veya zamanla değişen uzunlukta ideal bir dizi kütle sisteminin kontrolünde uygulanmıştır. Kontrol probleminin temelini oluşturan sistemin dinamiği, ilk olarak genişletilmiş Hamilton Prensibi kullanılarak türetilmiştir. Elde edilen dalga kısmi diferansiyel denklem (KDD) daha sonra karakteristikler yöntemi kullanılarak iki ayrıştırılmış hiperbolik denkleme dönüştürülmüştür. Karakteristik denklemin çözümü, bir sınırdaki giriş sinyalinin diğer sınırı tanımlayan dinamiklere yansıtılmasına izin verir. Burada girdi, belirgin bir gecikmeyle görünür. Etki alanı hareketli bir sınırla karakterize edilirse, yani dizenin uzunluğu sabit değilse, gecikme zamana göre değişir. O zaman sorun, giriş gecikmeli doğrusal bir adi diferansiyel denklemin (ADD) kontrolü haline gelir. Daha sonra, taşıma KDD temsili, gecikmeyi bir ADD-KDD kademeli sistemi ile sonuçlanan bir KDD'nin sınır değeri cinsinden yeniden ifade etmek için kullanılır. Geri adımlamalı dönüşüm daha sonra kontrol yasasını verir ve sistemi uygun kontrol özellikleri ile karakterize edilen hedef sisteme dönüştürür. Kontrol için gerekli olan tek girdi sınır ölçümleridir. Daha sonra kararlılık analizinde Lyapunov'un teorisi kullanılır. Bilinmeyen herhangi bir etki alanı içi veya sınır bozucu etkinin yanı sıra belirsiz sınır parametreleri, uyarlamalı kontrol stratejileri kullanılarak işlenir. Dizi-kütle sisteminin dinamikleri ve türetilmiş kontrolcülerin performansı, sayısal simülasyonlar kullanılarak gösterilmektedir. Bunu, su dalgalarının varlığında bir sualtı sensörünün konuşlandırılması ve kontrolünün simüle edildiği bir vaka çalışması takip eder.

Özet (Çeviri)

In this thesis, an adaptive boundary control using delayed control methodology for a 1D wave equation is examined. The outlined problem is applied in the control of an ideal string-mass system with constant or time-varying length. The dynamics of the system, which constitutes the basis for the control problem, is first derived using the extended Hamilton's Principle. The resulting wave PDE is then transformed into two decoupled hyperbolic equations using the method of characteristics. The solution of the characteristic equation allows one to project the input signal at one boundary onto the dynamics describing the other boundary. Here, the input appears with an explicit delay. If the domain is characterized by a moving boundary, i.e., the length of the string is non-constant, the delay is time-varying. The problem then becomes that of control of a linear ODE with an input delay. Afterward, the transport PDE representation is used to re-express the delay in terms of a PDE's boundary value resulting in an ODE-PDE cascade system. The backstepping transformation then gives the control law and transforms the system into the target system characterized by favorable control properties. The only feedback required for the control is the boundary measurements. Thereafter, Lyapunov's theory is used in the stability analysis. Any unknown in-domain or boundary disturbances, as well as uncertain boundary parameters, are handled using the adaptive control strategies. The dynamics of the string-mass system and the performance of the derived controllers are illustrated using numerical simulations. This is followed by a case study where the deployment and control of an underwater sensor in the presence of the water waves are simulated.

Benzer Tezler

  1. Space-time discretization of optimal control of Burgers equation using both discretize-then-optimize and optimize-then-discretize approaches

    Ayrıklaştırdıktan sonra en iyiıleştirmek ve en iyileştirdikten sonra ayrıklaştırmak yöntemleri kullanılarak, Burgers denklemlerinin optimal kontrol problemlerinin uzay-zaman eş zamanlı ayrıklaştırılması

    FİKRİYE NURAY YILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    MatematikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Matematik Bölümü

    PROF. DR. BÜLENT KARASÖZEN

  2. Dynamic analysis of adaptive aircraft wings modelled as thin-walled composite beams

    İnce cidarlı kompozit kiriş olarak modellenmiş uyarlanabilir uçak kanatlarının dinamik analizi

    KAAN YILDIZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN ORHAN KAYA

  3. Yapısal sistemlerde titreşim ve akustik dalgaların tekil değerlere ayrıştırma yöntemi ile adaptif kontrolü

    Adaptive control of vibration and acoustic waves in structural systems via singular value decomposition method

    KAYRA KURŞUN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ERSOY

  4. Görüntü işleme yöntemleri ile doku sınırlarının belirlenmesi

    Finding tissue boundaries bu using image processing methods

    VOLKAN VERİM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HASAN ŞAKİR BİLGE

  5. Direct adaptive flight envelope protection

    Doğrudan adaptif uçuş zarfı koruması

    GÖNENÇ GÜRSOY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLKAY YAVRUCUK