Manyetik kaldırma sisteminin doğadan esinlenen optimizasyon algoritmaları ile çok amaçlı optimizasyon tabanlı kesirli mertebeden PID kontrolör tasarımı
Multi-objective optimization based fractional order PID controller design with nature inspired optimization algorithms of magnetic levitation system
- Tez No: 760081
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BANU AYYILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Manyetik Kaldırma sistemi sürtünmesiz, gürültüsüz ve titreşimsiz olması sayesinde pek çok avantajı beraberinde getirmektedir. Günümüzde birçok mühendislik uygulamasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Endüstride yüksek hızlı Maglev trenleri, manyetik rulmanlar, rüzgar türbinleri, çok yönlü asansörler gibi çeşitli kullanım alanları mevcuttur. Doğrusal olmayan ve zamanla değişen manyetik kuvvet sebebiyle kararsız, doğrusal olmayan ve zamanla değişen bir sistemdir. Bu sebeple araştırmacıların ilgisini yoğun olarak çekmektedir. Bahsedilen bu sistem üzerinden akım geçen bobin tarafından üretilen manyetik alan ile ferromanyetik bir nesnenin yer çekimine karşı koyarak askıda temeline dayanmaktadır. Bu çalışmada sistemin kontrolü için Kesirli Mertebeden PID kontrolör kullanılmıştır. Kullanılan kontrolörün parametreleri ise Çok Amaçlı sürü tabanlı evrimsel algoritmalarla optimize edilmiştir. Evrimsel algoritma olarak, sırasıyla 1995, 2005 ve 2014'de geliştirilmiş olan, Parçacık Sürü Optimizasyonu, Yapay Arı Kolonisi Algoritması ve Gri Kurt Optimizasyonu kullanılmıştır. Literatürde sıkça kullanılmış olan bu algoritmalar bu çalışmada sistem dinamiğindeki performans kriterlerini içinde barındıran amaç fonksiyonuyla çok amaçlı olarak kullanılmıştır. Amaç fonksiyonuna birbiriyle çelişen maksimum üst aşım yüzdesi, yükselme zamanı, oturma zamanı, kalıcı durum hatası kriterleri seçilmiştir. Sistem kontrolünün simülasyonu MATLAB / SIMULINK ortamında yapılmıştır. Performans karşılaştırması amacıyla, aynı sistem için aynı optimizasyon şartları altında klasik PID kontrolü de yapılmıştır. Her iki kontrolör için üç farklı algoritmayla elde edilmiş sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
The Magnetic Levitation system brings many advantages, thanks to its frictionless, noiseless and vibration-free nature. It is widely used in many engineering applications today. There are areas of use in the industry such as high-speed Maglev trains, magnetic bearings, wind turbines, versatile elevators. There are various uses in the industry such as high-speed Maglev trains, magnetic bearings, wind turbines, versatile elevators. It is an unstable, nonlinear and time-varying system due to the non-linear and time-varying magnetic force. For this reason, it attracts the attention of researchers. The mentioned system is based on the principle of suspension by resisting the gravity of a ferromagnetic object with the magnetic field produced by the current passing coil. In this study, Fractional Order PID controller is used to control the system. The parameters of the controller used are optimized with Multi Purpose swarm based evolutionary algorithms. Particle Swarm Optimization, Artificial Bee Colony Algorithm and Gray Wolf Optimizer, which were developed in 1995, 2005 and 2014 respectively, were used as evolutionary algorithms. These algorithms, which are frequently used in the literature, have been used in this study for multiple purposes with the objective function that includes the performance criteria in system dynamics. Maximum percentage of overshoot, rise time, settling time, steady state error were selected as conflicting criteria for the objective function. Simulation of control of the system was made in MATLAB / SIMULINK environment. For performance comparison, classical PID control was also performed for the same system under the same optimization conditions. For both controller, the results obtained with three different algorithms were compared.
Benzer Tezler
- Manyetik kaldırma sisteminin gürbüz kontrolü
Robust control of a magnetic levitation system
ŞABAN KARAÇAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALPER BAYRAK
- Çok yüzeyli süperiletken ve halbach dizilimli sürekli mıknatıslardan oluşan süperiletken manyetik kaldırma sisteminin donmuş görüntü modeli ile analizi
Analysis of magnetic lift system consisting of multisurface superconductor and halbach arrangement continuous magnets with frozen image model
AHMET FURKAN REİSOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CANSIZ
PROF. DR. KEMAL ÖZTÜRK
- YBCO bazlı Maglev sistemleri manyetik kuvvet sabitinin farklı alan şartlarında incelenmesi
Investigation on magnetic stiffness of YBCO based Maglev systems for different field conditions
ERÇİN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEMAL ÖZTÜRK
- Design and construction of single axis electromagnetic levitation system using fuzzy control method
Tek eksen elektromanyetik askı sisteminin bulanık mantık kontrol metodu kullanılarak tasarlanması ve yapılması
TANİA TAREQ SALİM
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. VEDAT MEHMET KARSLI
- Planar electromagnetic levitation system control
Düzlemsel elektromanyetik kaldırma sistemi kontrolü
MUNDHER HATEM ABBOOD YASEEN
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGUN ERÇELEBİ