Özet:
Kren sistemleri fabrikalarda, tersanelerde, nükleer tesislerde, endüstriyel alanlarda ve
yüksek bina yapılarında ağır, geniş yükleri ve tehlikeli maddeleri taşımak için yaygın bir
kullanım alanına sahiptir. Bu tarz sistemlerin hareketi sırasında yükü olabildiğince hızlı bir
şekilde düşük salınım ile konumlandırmak klasik ve en temel problemlerinden biridir. Ağır
yüklerin salınımı sonucunda oluşabilecek kaza durumları maddi zarara ve ciddi yaralanmalara
sebep olabilmektedir. Bu nedenlerden ötürü, belirtilen zarar ihtimallerini en aza indirebilmek
için yüksek konumlama hassasiyeti ve hızı sağlayacak şekilde kren dinamiklerini iyileştirmek
önemli hale gelmektedir.
Ayrıca yukarıdaki performans kriterlerini sağlamanın yanında, kablo uzunluğu gibi zamanla
değişebilen dinamikleri hesaba katan ve yük kütlesi gibi belirsizlikleri ele alan kontrolcülerin
tasarımı günümüzde büyük bir ihtiyaçtır. Bu sebeple, kren modeli Doğrusal Parametreleri
Değişen (DPD) model olarak ele alarak Doğrusal Matris Eşitsizlikleri (DME) tabanlı Kazanç
Planlamalı (KP) kontrol kanununun tasarlanması uygun görülmüştür. Tasarlanan bu
kontrolcü yapıları çeşitli kontrol yapılarıyla karşılaştırılarak üstünlüğü ön plana çıkarılmıştır.
Bu çalışmada, DPD gezer kren modeli ele alınarak, KP denetleyici tasarımını mümkün kılmak
için değişken kablo uzunluğu planlama parametresi olarak kabul edilmiştir. Durum ve kontrol
çıkış vektörleri, referans takip hatası integral terimiyle artırılarak, kararlı hal hatası olmadan
doğru konum takibi amaçlanmıştır. Bu sayede sistem I-PD + PD denetleyici yapısına
getirilmiştir. Kararlı hal hatalarının giderilmesi ve düşük yük salınım hareketi, referans
girişlerden kontrol edilmek istenen çıkışlara olan transfer fonksiyonları matrisinin H∞
normunun minimize edilmesi iç bükey en iyileştirme problemlerinin çözülmesiyle
gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, kapalı çevrim kutuplarını karmaşık düzlemde istenen yerlere
sınırlamak için DME bölgeleri kullanılarak istenen geçici rejim cevabı özellikleri sağlanmıştır.
Daha sonra önerilen yaklaşımın etkinliğini göstermek için kapsamlı sayıda simülasyon
gerçekleştirilerek, DME bölge kısıtlamalarına sahip olan, önerilen parametre bağımlı H∞
kontrolörünün performansı, nominal karşılığı ve DME bölgesi olmayan bir parametreye bağlı
H∞ kontrolörü karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Farklı bir çalışma olarak kablo uzunluğunu ve
yük kütlesinin parametrik belirsizlik olarak ele alan DME bölgelerine kutup yerleştiren H∞
kontrolcüsünün performansı da incelenmiştir. Son olarak, DPD model üzerinde bir başka KP
kontrol yapısı kullanılarak yük kütlesinin parametrik belirsizliği politopik belirsizlik olarak
hesaba katılıp dayanıklı bir kontrolcü tasarlanmıştır. Önerilen bu kontrolcünün performansı
da nominal karşılığı ile karşılaştırılarak hem zamanla değişen parametrelere hem de
parametre belirsizliklerine karşı dayanıklılığı analiz edilmiştir.