Geri Dön

Modelden bağımsız veri güdümlü optimal kontrol yaklaşımı ile belirsizlik içeren yapısal sistemlerin aktif kontrolü

Active control of uncertain structural systems via model-free data-driven optimal control approach

PDF İndir

  1. Tez No: 999161
  2. Yazar: BİLAL GÖRMÜŞ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN YAZICI, PROF. DR. İBRAHİM BEKLAN KÜÇÜKDEMİRAL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Mechanical Engineering, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Doktora tez çalışmasında, herhangi bir matematiksel model gerektirmeyen, doğrusal matris eşitsizliği (DME) tabanlı, doğrudan sistem üzerinden ölçülen sonlu veriler kullanılarak kapalı çevrim kararlılığını garanti eden ve normu sınırlı bozucuların etkisini bastırmayı amaçlayan, daha az tutucu, çok amaçlı yeni veri güdümlü kontrol yöntemleri sunulmaktadır. Geliştirilen yöntemlerde sistemin A ve Bu matrislerine ilişkin bir bilgiye ihtiyaç duyulmazken, kontrolör tasarımı için yalnızca sistem durumları ile bozucu giriş sınırlarının bilinmesi yeterlidir. İlk olarak, genişletilmiş DME'ler kullanılarak H-2 ve H-sonsuz performans kriterlerini eş zamanlı olarak dikkate alan veri güdümlü karma H-2/H-sonsuz kontrolör tasarımı sunulmaktadır. Önerilen yaklaşımda bozucular, değişmez elipsoitler kullanılarak büyüklük açısından sınırlandırılmakta ve tam blok S-prosedürü tekniği yardımıyla normu sınırlı belirsizlikler şeklinde incelenmektedir. Bu teknik, dışbükey-kabuk gevşetmesinin uygulanmasını mümkün kılmaktadır. Ayrıca, DME'lere uygulanan genişletme tekniği sayesinde H-2 ve H-sonsuz kontrol problemlerinde ortak Lyapunov matrisi kullanılma zorunluluğu ortadan kaldırılmakta ve ortak olmayan Lyapunov matrisleri kullanılabilmektedir. Böylelikle çok amaçlı kontrol problemi, minimum tutuculukla çözülebilen bir dışbükey optimizasyon problemi olarak elde edilmektedir. İkinci yöntemde, veri güdümlü H-sonsuz kontrolör tasarımı, kapalı çevrim kutuplarının önceden belirlenmiş kararlılık bölgeleri içerisinde konumlanmasını matematiksel olarak garanti edecek şekilde genişletilmiştir. Bu amaçla, ayrık zamanlı sistemler için çembersel ve elipsoidal DME tabanlı bölgesel kararlılık koşulları tanımlanmış ve bu koşullar altında veri güdümlü kutup yerleştirmeli H-sonsuz kontrolör tasarımları geliştirilmiştir. Ele alınan çok amaçlı kontrol yaklaşımı, H-sonsuz kontrol ile sistemin sürekli rejim performansını garanti altına alırken, kutup yerleştirme teknikleri sayesinde geçici rejim yanıtlarını iyileştirmektedir. Önerilen kontrolörlerin etkinliği, El Centro (1940), Kocaeli (1999), San Francisco (1906) ve Erzincan (1992) depremleri sırasında kaydedilen yer hareketlerine maruz bırakılan dört katlı bir yapısal sistem üzerinde değerlendirilmiştir. Geliştirilen simülasyon senaryoları, önerilen veri güdümlü kontrol yöntemlerinin model tabanlı yaklaşımlarla karşılaştırılabilir düzeyde başarılı titreşim kontrolü sağladığını ve farklı deprem uyarımları ile sistem kütlesindeki değişimlere karşı dayanıklılık sergilediğini göstermektedir. Ayrıca, önerilen yöntemlerin literatürdeki veri güdümlü yaklaşımlara kıyasla daha az tutucu çözümler ürettiği sayısal örneklerle doğrulanmıştır.

Özet (Çeviri)

This doctoral thesis introduces novel multi-objective data-driven control methods that eliminate the need for explicit mathematical models while guaranteeing closed-loop stability directly from finite measured data collected from the system. The proposed methods are formulated using linear matrix inequalities (LMIs) and aim to attenuate norm-bounded disturbances while reducing conservatism. In the developed approaches, the controller design does not require prior knowledge of the system matrices A and Bu; instead, it relies solely on bounds on the system states and the disturbance input. First, a dilated LMI framework is proposed to design a mixed H-2/H-infinity data-driven controller that simultaneously guarantees both H-2 and H-infinity performance criteria. Disturbances are bounded in magnitude through invariant ellipsoidal sets and modeled as norm-bounded uncertainties via the full-block S-procedure, enabling a convex-hull relaxation. Furthermore, the proposed dilated LMIs eliminate the restrictive requirement of a common Lyapunov matrix by allowing noncommon Lyapunov matrices for H-2 and H-infinity control objectives. Consequently, the multi-objective control problem is formulated as a convex optimization program with minimal conservatism. Second, the data-driven H-infinity controller design is augmented with regional pole-placement constraints to mathematically guarantee that the closed-loop poles remain within predefined stability regions. Circular and ellipsoidal LMI-based regional stability conditions are established for discrete-time systems, thereby enabling pole placement-based H-infinity controller synthesis. While H-infinity control guarantees steady-state performance, the pole placement technique improves transient performance. The effectiveness of the proposed methods is validated on a four-storey structural system subjected to earthquake records, including El Centro (1940), Kocaeli (1999), San Francisco (1906), and Erzincan (1992). Simulation scenarios demonstrate that the proposed controllers achieve vibration suppression performance comparable to that of model-based designs while maintaining robustness against varying seismic excitations and system mass uncertainties. Additionally, comparative numerical studies show that the proposed framework yields less conservative solutions than existing data-driven approaches reported in the literature.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    285212

    Akıllı kart yazılımlarının model güdümlü geliştirilmesi

    Model based engineering for the development of smart card software

    HİDAYET BURAK SARITAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Bilim ve TeknolojiEge Üniversitesi

    Uluslararası Bilgisayar Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    YRD. DOÇ. DR. GEYLANİ KARDAŞ

  2. Tez No

    588113

    Hiperspektral görüntülerde yarı güdümlü öğrenme teknikleri

    Semi supervised learning techniques on hyperspectral images

    MUHAMMET SAİD AYDEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKHAN BİLGİN

  3. Tez No

    473171

    Development of a unified analysis framework for multicolor flow cytometry data based on quasi-supervised learning

    Çok renkli akış sitometrisi verileri için yarıgüdümlü öğrenme temelli tümleşik bir analiz platformu geliştirilmesi

    BAŞAK ESİN KÖKTÜRK GÜZEL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİLGE KARAÇALI

  4. Tez No

    710177

    Elektrikli otomobil satın alma istekliliğini etkileyen faktörler: Konya ili örneği

    The factors affecting the willingness to purchase electricautomobile: The case of Konya province

    HAKAN USLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    EkonomiSüleyman Demirel Üniversitesi

    İktisat Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR DEMİREL

  5. Tez No

    1017878

    A model-agnostic and rank-aware framework for user-level popularity calibration in recommender systems

    Öneri sistemlerinde kullanıcı düzeyinde popülerlik kalibrasyonu için modelden bağımsız ve sıra-duyarlı bir çerçeve

    İSMAİL BURAK YAVRU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEskişehir Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEVCAN YILMAZ GÜNDÜZ

Geri Dön