Model referans uyarlamalı denetleyici ile sürekli karıştırmalı tank reaktörlerde sıcaklık kontrolü
Temperature control in continuously stirred tank reactors with model reference adaptive controller
- Tez No: 959786
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İBRAHİM ALIŞKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Bu tez çalışmasında, kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılan ve doğrusal olmayan dinamiklere sahip bir proses olan Sürekli Karıştırmalı Tank Reaktörü (CSTR) sisteminde sıcaklık kontrolü problemi ele alınmıştır. Bu probleme çözüm üretmek amacıyla üç farklı denetleyici yapısı incelenmiştir: İç Model Kontrolü (IMC), Oransal-İntegral (PI) kontrol ve Model Referans Uyarlamalı Kontrol (MRAC). Her bir denetleyici, MATLAB/Simulink ortamında modellenmiş ve sistemin hem bozucusuz hem de dış bozucu etkiler altındaki dinamik yanıtları analiz edilmiştir. IMC kontrolörü, sistemin içsel modeline dayalı olarak tasarlanırken; PI kontrol yapısı klasik ayar yöntemleri ile yapılandırılmıştır. MRAC yöntemi ise Lyapunov kararlılık teorisi esas alınarak geliştirilmiş ve sistem parametrelerinde meydana gelen değişikliklere karşı çevrim içi uyum sağlayabilme yeteneği sunmuştur. Denetleyicilerin başarımı; aşım oranı, yükselme süresi, yerleşme süresi, kararlı durum hatası ve Mutlak Hata İntegrali (IAE) gibi zaman tanım alanı performans kriterleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Benzetim sonuçları, IMC ve PI kontrol yapılarının nominal işletim koşullarında kabul edilebilir performans sergilediğini; ancak MRAC yapısının, özellikle sistem belirsizlikleri ve dış bozucular altında daha yüksek kararlılık ve adaptif yanıt sunduğunu ortaya koymuştur. Bu çalışma, doğrusal olmayan sistemlerde farklı kontrol stratejilerinin sistematik karşılaştırmasını sunarak, kimyasal prosesler için uygun kontrol yaklaşımının belirlenmesine katkı sağlamayı ve ileri düzey adaptif kontrol uygulamalarına bilimsel bir temel oluşturmayı amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the problem of temperature control in a Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR), which is a widely used nonlinear process in the chemical industry, is addressed. To solve this control problem, three different controller structures are investigated: Internal Model Control (IMC), Proportional-Integral (PI) control, and Model Reference Adaptive Control (MRAC). Each controller was modeled in the MATLAB/Simulink environment, and the dynamic responses of the system were analyzed under both disturbance-free and disturbance-affected conditions. The IMC controller was designed based on the internal model of the system, while the PI controller was configured using conventional tuning methods. The MRAC structure was developed based on Lyapunov stability theory and demonstrated the ability to adapt online to changes in system parameters. The performance of the controllers was evaluated using time-domain criteria such as overshoot, rise time, settling time, steady-state error, and Integral of Absolute Error (IAE). Simulation results showed that while IMC and PI controllers exhibited acceptable performance under nominal conditions, the MRAC structure provided superior adaptive and stable control, particularly under uncertainties and external disturbances. This study aims to provide a comparative analysis of different control strategies for nonlinear systems, offering guidance in selecting suitable control structures for chemical processes and forming a foundation for advanced adaptive control applications.
Benzer Tezler
- Bulanık tabanlı kazanç düzenlemeli model referans uyarlamalı denetleyici ile demir üretim süreçleri yüksek fırın gaz temizleme tank sistemi denetimi
Control of blast furnace gas cleaning tank system in iron making process using fuzzy based gain regulated model reference adaptive controller
ÖZGÜR ASLAN
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RIFAT HACIOĞLU
- Networked computing-based system identification and control of electromechanical systems with industrial IoT
Endüstriyel IoT ile elektromekanik sistemlerin ağ hesaplama tabanlı sistem tanıma ve kontrolü
RAMAZAN KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Modeling and control of a fixed wing unmanned aerial vehicle
Sabit kanatlı bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
BURAK YÜKSEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLAY ÖKE
- Sürekli mıknatıslı senkron motorun doğrusal olmayan ve uyarlamalı geri adımlı hız denetimi
Nonlinear and adaptive backstepping speed control of permanent magnet synchronous motor
MURAT KARABACAK
Doktora
Türkçe
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HALİL İBRAHİM ESKİKURT
- An artificial neural network based emergency controller to improve transient stability in power systems
Güç sistemlerinde geçici kararlılığı artırmak için yapay sinir ağı tabanlı acil durum kontrolörü
KASRA MONTAKHABI OSKOUEI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ