Kesir dereceli denetleyicilerin frekans bölgesinde analitik ve dayanıklı tasarımı ve arayüz yazılımı geliştirilmesi
Analytical and robust design of fractional order controllers in the frequency domain and development of an interface software
- Tez No: 840898
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BİLAL ŞENOL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Kesir Dereceli, Analitik, Denetleyici Tasarımı, Kararlılık, Arayüz, Fractional Order, Analytical, Controller Design, Stability, Interface
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Birinci, ikinci ve üçüncü mertebeden zaman gecikmeli transfer fonksiyonları kullanılarak ifade edilen modellerin kararlılığını, dayanıklılığını ve performansını artırmak için bu tezde kesirli oransal integral ve kesirli oransal türev denetleyicilerin analitik tasarım teknikleri anlatılmaktadır. Yüksek lisans tezimizde zaman gecikmeli birinci dereceden modellere yönelik tam sayı dereceli olmayan oransal integral denetleyici tasarım yöntemi verilmişti. Bu tez çalışmasında ise, söz konusu yöntem daha da geliştirilerek kapsamı yukarıda verilen şekilde genişletilmiştir. Çalışmanın ana katkısı, üç dereceden zaman gecikmeli modeller özelinde araştırmacının arzu ettiği kazanç ve faz kesim frekansları ile birlikte ve faz payının değerlerini sağlayacak bir denetleyicinin analitik yöntemlerle tasarlanması olarak özetlenebilir. Tez boyunca ayrıntıları verilen“frekans çerçevesi”yöntemi birçok yönüyle literatürdeki benzer yöntemlerden ayrışmaktadır. Bu konudaki benzer çalışmalarda, zaman gecikmeli modeller için kazanç kesim frekansının analitik yöntemlerle elde edilebildiği görülmektedir. Benzer çalışmaların, analitik hesaplama yapılırken, faz eğrisinin türevini tanjant frekansında sıfıra eşitlemesi etkili bir yöntem olarak gösterilebilir, fakat bu işlem hesaplamayı zorlaştırmakta ve matematiksel karmaşıklık getirmektedir. Bu tez çalışması, sunulan modelin, belirtilen zorlukları ve sınırlılıkları aşmak amacıyla faz kesim frekansları ile birlikte faz payının başarıyla elde edilebilmesine olanak sağlamaktadır. Bu değerlerin istenilen şekilde ayarlanabilmesi, sistem faz eğrisinin düzleştirilmesine olanak sağlamakta ve bu da sistemin kararlılığı ve dayanıklılığı üzerinde olumlu etkiler göstermektedir. Sunulan yöntem, literatürden alınmış örnek modeller üzerinde test edilmiş ve yöntemin etkinliği grafiksel olarak gösterilmiştir. Ayrıca yöntemin uygulandığı birkaç çalışma, uluslararası hakemli dergilerde yayınlanmıştır. Yöntemin araştırmacılar tarafından rahatça kullanılabilmesi amacıyla da MATLAB tabanlı bir arayüz programı hazırlanmıştır. Bu bilgiler doğrultusunda bu tez çalışmasının literatüre olumlu bir katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
The performance of models described by first, second, and third order time delay transfer functions is improved in this thesis by employing analytical design approaches for fractional proportional integral and fractional proportional derivative controllers. Non-integer order proportional integral controller design methodology for first order models with time delay was provided in our master's thesis. The approach in issue has been improved upon and, its scope has been widened in this thesis. The main contribution of the work may be summarized as the analytical methods for developing a controller that will provide the values of the phase margin and the gain and phase crossover frequencies required by the researcher for three-order time delay models. The“frequency frame”method used in this thesis differs greatly from similar methods in the literature. Similar investigations on the issue have shown that analytical techniques may be used to determine the gain crossover frequency for time-delay models. For analogous studies, it can be shown that analytical calculations that bring the derivative of the phase curve to zero at the tangent frequency are effective; however, this method makes the computation more challenging and adds additional mathematical complexity. This thesis study enables the presented model to successfully obtain phase margin along with phase crossover frequencies in order to overcome the mentioned difficulties and limitations. The system phase curve may be flattened by modifying these values as needed, which enhances the system's resilience and stability. The effectiveness of the suggested method is visibly demonstrated. Models used from the literature as examples helped to test the technique. The strategy has also been applied in a number of studies that have been written up in international journals with peer review. To make the approach simple for researchers to utilize, a MATLAB-based interface tool has been created. In light of this knowledge, it is anticipated that this thesis study will significantly advance the field of literature.
Benzer Tezler
- Kesir dereceli PI denetleyici tasarım metotlarının performans analizi ve karşılaştırılması
Performance analysis and comparison of fractional-PI controller design methods
ERDAL ÇÖKMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM KAYA
- Design of fractional order circuits based on CMOS OTA
CMOS OTA ile kesir dereceli devrelerin tasarımı
VAHID REZAZADEHSHABILOUYOLIYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL SERDAR ÖZOĞUZ
- A model based flight control system design approach for micro aerial vehicles using integrated flight testing and hil simulations
Küçük boyutlu insansız hava araçları üzerinde sistem tanılama, uçuş kontrol sistem tasarımı ve donanım ile benzetim uygulamaları
BURAK YÜKSEK
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Fractional order control in haptics
Haptikte kesir dereceli denetim
OZAN TOKATLI
Doktora
İngilizce
2015
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Farklı analitik denetleyici tasarım yöntemlerinin incelenmesi ve uygulamaları
Investigation and applications of various analytical controller design methods
UĞUR DEMİROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİnönü ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLAL ŞENOL