Otomatik gerilim regülatörü sistemi için kesir dereceli ve öngörülü denetleyici tasarımı
Design of a fractional order and predictive controller for automatic voltage regulator system
- Tez No: 991332
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ALİ USTA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrik güç sistemleri, Geri beslemeli kontrol, Gerilim kontrolü, Parametre optimizasyonu, Electric power systems, Feedback control, Voltage control, Parameter optimization
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Giresun Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrik şebekelerinde kararlılığı ve üretilen gücün kalitesinin sağlanmasında otomatik gerilim regülatörü (OGR) sistemleri önemli bir rol oynamaktadır. Terminal bara gerilim seviyesinin kabul edilen sınırlar içerisinde tutulması, hem jeneratörlerin güvenli bir şekilde çalıştırılmasını hem de tüketiciye kaliteli enerjinin sunulması açısından büyük önem taşımaktadır. Bu bağlamda, OGR sistemlerinde kullanılacak denetleyici yapılarının seçimi ve optimum şekilde ayarlanması sistem performansına doğrudan etki etmektedir. Bu tez çalışmasında, OGR sistemleri için kesir dereceli PID (FOPID) tabanlı ve öngörülü yeni bir denetleyici olan FOPPID önerilmiş ve kapsamlı olarak değerlendirilmiştir. Denetleyici parametreleri, denizanası algoritması (JSO) ile zaman ağırlıklı mutlak hatanın integrali (ITAE) performans metriğini minimize edecek şekilde optimize edilmiştir. Önerilen FOPPID denetleyicinin başarımını gösterebilmek için literatürde yaygın kullanılan FOPID, PPID ve PID denetleyicileri de referans amaçlı incelenmiş ve performans karşılaştırmaları yapılmıştır. Toplamda yedi farklı analiz gerçekleştirilmiştir. Bunlar, nominal zaman yanıtı, sınırlandırılmış kontrol sinyali, ölü zaman etkisi, gürbüzlük analizi, bozucu ve gürültü altında davranış, birleşik zorlayıcı koşullar ve frekans alanında kararlılık incelemesidir. Elde edilen sonuçlar, tüm denetleyicilerin kararlı çalıştığını göstermektedir. Ancak önerilen FOPPID denetleyicisi düşük aşım, kısa yerleşme süresi, daha iyi hata performansı ve geniş kararlılık marjları ile her senaryoda diğer yapılara kıyasla üstün performans sergilemiştir. Bu bulgular ile önerilen FOPPID denetleyicisinin OGR sistemlerinde belirsizlikler, gecikmeler, bozucular ve gürültü gibi zorluklara karşı güvenilir ve etkin bir çözüm sunduğunu ortaya açıkça koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Automatic voltage regulation (AVR) systems play a significant role in ensuring stability and the quality of power generated in electrical networks. Maintaining the terminal bus voltage level within acceptable limits is crucial for both the safe operation of generators and the provision of high-quality energy to consumers. In this context, the selection and optimal tuning of control structures to be employed in AVR systems directly affect system performance. In this thesis, a new fractional-order PID (FOPID)-based and predictive controller called FOPPID is proposed and comprehensively evaluated for AVR systems. The controller parameters were optimized using the jellyfish search algorithm (JSO) to minimize the integral of the time-weighted absolute error (ITAE) performance metric. To demonstrate the performance of the proposed FOPPID controller, the FOPID, PPID, and PID controllers, which are widely used in the literature, have also been examined, and performance comparisons are considered. A total of seven different analyses have been performed. These are nominal time response, constrained control signal, dead time effect, robustness analysis, system response under disturbance and noise, combined forcing conditions, and stability analysis in the frequency domain. The results obtained indicate that all controllers operate stably. However, the proposed FOPPID controller has demonstrated superior performance compared to other structures in every considered scenario, featuring low overshoot, short settling time, improved error performance, and wide stability margins. These findings clearly demonstrate that the proposed FOPPID controller offers a reliable and effective solution to challenges such as uncertainties, delays, disturbances, and noise in AVR systems.
Benzer Tezler
- A stress testıng framework for the Turkısh bankıng sector: an augmented approach
Türk bankacılık sektörü için bir stres testi çerçevesi: Bir genişletilmiş yaklaşım
BAHADIR ÇAKMAK
- Geri besleme kontrollü rezonans transformatör tasarımı
Design of feedback controlled resonant transformer
FATİH ŞEKEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Türkiye orta gerilim enerji dağıtım sisteminde tek fazlı gerilim regülatörü uygulamasının incelenmesi
Examination of single-phase voltage regulator application in the Turkey medium voltage power distribution system
CEM KIZILKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BORA ALBOYACI
- Güç sistemlerinde kararlılık analizi için PID kontrolör parametrelerinin genetik algoritma kullanarak belirlenmesi
Determination of PID controller parameters for analysis of stability in power systems using genetic algorithm
SERHAT DUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ ÖZTÜRK
- Uygunluk mesafe dengesi tabanlı sezgisel optimizasyon algoritmalarının güç sistemi problemlerine uygulanması
Application of fitness distance balance based heuristic optimization algorithms to power system problems
HÜSEYİN BAKIR
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR GÜVENÇ
PROF. DR. HAMDİ TOLGA KAHRAMAN
