Geri Dön

Frequency domain control strategies for efficient operation of experimental canal system

Deneysel kanal sisteminin verimli çalışması için frekans alanı tabanlı kontrol stratejileri

PDF İndir

  1. Tez No: 868855
  2. Yazar: BUSE TACAL UCUN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ŞEREF NACİ ENGİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Bu tez, yenilikçi kontrol metodolojileri aracılığıyla su kayıplarını azaltmayı ve verimliliği artırmayı amaçlayan deneysel kanal sistemlerinin operasyonel yönetimi üzerine ileri bir çalışma sunmaktadır. Sulama kanalı kontrollerinde artan zaman gecikmelerinin ortaya çıkardığı zorlukları ele almaya odaklanan araştırma, yeni bir frekans tabanlı kontrolör geliştirmekte ve uygulamaktadır. Bu çalışmanın merkezinde, gerçek zamanlı deneysel veriler ve parametre tahmini için Yapay Sinir Ağı (YSA) teknikleri ile zenginleştirilmiş veriler aracılığıyla elde edilen kanal sisteminin dinamik modellerinin geliştirilmesi yer almaktadır. Bu yaklaşım, modelin doğruluğunu ve güvenilirliğini sağlayarak kanal sisteminin dinamik davranışına ilişkin değerli bilgiler sunmaktadır. Sistem dinamiklerini analiz etmek ve zaman gecikmelerinin etkisini değerlendirmek için Yüksek Mertebeden Sinüzoidal Giriş Tanımlama Fonksiyonları (YMSGTFler) yöntemi kullanılmıştır. Araştırma, bu yöntemden yararlanarak sistem performansını etkileyen kritik parametreleri tanımlamakta ve etkili kontrol stratejilerinin tasarlanmasına rehberlik etmektedir. Bu araştırmanın önemli bir katkısı, frekans tabanlı kontrolörlerin iki çeşidini geliştirmek için Bernstein polinomlarını kullanan bir kompanzatör tasarımının tanıtılmasıdır. Bu kontrolörler hem çevrimdışı teknikler hem de bir Extremum Arama Kontrol (EAK) algoritması aracılığıyla optimize edilerek karşılaştırmalı performans değerlendirmelerine olanak sağlamaktadır. Sonuçlar, özellikle artan zaman gecikmeleri karşısında EAK ile optimize edilmiş kontrolörün üstün referans takibini ve operasyonel sağlamlığını göstermektedir. Simülasyon çalışmaları ve harmonik analiz, önerilen modelin etkinliğini ve frekans tabanlı kompanzatörün istenen su seviyelerini yüksek doğrulukta tutmadaki gelişmiş performansını da kanıtlamaktadır. Bu bulgular, su kayıplarını önemli ölçüde azaltarak, gelişmiş kontrol tekniklerinin geleneksel sulama uygulamalarında devrim yaratma potansiyelinin altını çizmekte ve tarımsal su yönetiminde verimliliği ve sürdürülebilirliği artırmak için yeni yollar sunmaktadır. Özetle, bu tez kanal sistemi dinamiklerinin anlaşılmasına ve buna göre kontrol metodolojilerinin tasarlanmasına katkıda bulunarak tarımsal su yönetimindeki zorlukları ele almak için pratik bilgiler ve çözümler sunmaktadır. İleri analitik teknikleri geleneksel uygulamalarla bütünleştirerek, tarımsal ortamlarda su kaynakları yönetimine daha verimli ve sürdürülebilir yaklaşımlar için temel oluşturmaktadır.

Özet (Çeviri)

This thesis presents an advanced study on the operational management of experimental canal systems, aiming to mitigate water losses and enhance efficiency through innovative control methodologies. With a focus on addressing the challenges posed by increasing time delays in irrigation canal controls, the research develops and implements a novel frequency-based controller. Central to this study is the development of dynamic models of the canal system, achieved through a real-time experimental data and data enriched via Artificial Neural Network (ANN) techniques for parameter estimation. This approach ensures the accuracy and reliability of the model, providing valuable insights into the dynamic behavior of the canal system. The Higher-Order Sinusoidal Input Describing Functions (HOSIDFs) method is employed to analyze system dynamics and assess the impact of time delays. By leveraging this method, the research identifies critical parameters influencing system performance and provides guidance for designing effective control parameters. A key contribution of this research is the introduction of a compensator design utilizing Bernstein polynomials to develop two variants of frequency-based controllers. These controllers are optimized through both offline techniques and an Extremum Seeking Control (ESC) algorithm, allowing for comparative performance evaluations. Results demonstrate the superior reference tracking and operational robustness of the ESC-optimized controller, particularly in the case of increasing time delays. Simulation studies and harmonic analysis further validate the efficacy of the proposed model and the enhanced performance of the frequency-based compensator in maintaining precise water level control. By significantly reducing water losses, these findings underscore the potential of advanced control techniques to revolutionize traditional irrigation practices, offering new avenues for enhancing efficiency and sustainability in agricultural water management. In summary, this thesis contributes to advancing the understanding of canal system dynamics and designing control methodologies accordingly, offering practical insights and solutions to address challenges in agricultural water management. By integrating advanced analytical techniques with traditional practices, it lays the foundation for more efficient and sustainable approaches to water resource management in agricultural settings.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    496478

    Evsel kullanım suyu için sıcaklık kontrol sistemi tasarımı ve analizi

    Domestic hot water temperature control system design and its analysis

    OĞUZHAN ORUÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU

  2. Tez No

    485234

    New approaches for quality of service provisioning in cognitive radio networks

    Bilişsel radyo ağlarında servis kalitesini yükseltmeye yönelik yeni yaklaşımlar

    GÜLNUR SELDA UYANIK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMA FATMA OKTUĞ

  3. Tez No

    543176

    Risk-aware model based control and applications on whey separation processes

    Başlık çevirisi yok

    MUHAMMED BAHADIR SALTIK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTechnische Universiteit Eindhoven

    Yrd. DOÇ. Dr. LEYLA ÖZKAN

  4. Tez No

    714596

    Sécuriser et gérer les frontières: Une analyse comparative des politiques frontalières de la Turquie dans les cas de Van et d'Edirne

    Sınırların güvenliği ve yönetimi: Van ve Edirne sınırları örneğinde Türkiye'nin sınır politikalarının karşılaştırmalı analizi / Securing and managing borders: A comparative analysis of border policies of Turkey in the cases of Van & Edirne

    MERVE ÖZDEMİR AMED

    Yüksek Lisans

    Fransızca

    Fransızca

    2022

    Kamu YönetimiGalatasaray Üniversitesi

    Siyaset Bilimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BEYZA Ç. TEKİN

  5. Tez No

    670696

    The effect of EMG-based attentional focus on human machine interface applications

    Dikkatle odaklanmanın EMG-temelli insan makine arayüzü uygulamalarına etkisi

    AYŞE NUR AY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mekatronik MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ZAHİD YILDIZ

Geri Dön