Hidrolik test sistemlerinin kontrolü

Abstract

Bu tez, hidrolik test sistemleri için yeni kontrol yöntemleri önermektedir. Test sistemlerinin önemli iki alt alanı olan 4-poster ve komponent test sistemleri (KTS) özelinde kontrol problemleri çözülmeye çalışılmıştır. 4-poster kontrolü için sistemin lineer olmayan dinamiklerini kontrol kuralı içerisine katmak amacıyla sistemin model tersi, Uyarlamalı Sinirsel Bulanık Denetim Sistemi (Adaptive NeuroFuzzy Inference System – ANFIS) olarak elde edilmiştir. Ayrıca silindir pozisyonu da Yineleyerek Öğrenmeli Kontrol (Iterative Learning Control – ILC) kuralı içerisine katılarak çift katmanlı Sinirsel Bulanık Yineleyerek Öğrenmeli Kontrol (NeuroFuzzy Iterative Learning Control – NFILC) yapısı oluşturulmuştur. Yapılan sayısal benzetimlerde ILC yakınsama hızının arttırıldığı ve hata oranının düşürüldüğü gözlenmiştir. KTS’nin kontrolü için sistem kısıtlarını kontrol kuralı içerisinde kullanmak amacı ile Model Öngörülü Kontrol (Model Predictive Control – MPC) tasarımı yapılmıştır. Sistemin modellenmesi aşamasında, testin türüne göre kontrol edilebilen bir parametre olan ivme durum olarak denklemlerde kullanılmıştır. MPC’nin hesaplama hızının, test sistemi isterlerini karşılamaması sebebi ile iki yeni yöntem önerilmiştir. İlk yöntemde, kısıtlar tanjant hiperbolik (tanh) fonksiyonu yardımı ile sürekli ve türevlenebilir hale getirilerek, optimalliğin birinci mertebeden koşulu uygulanabilir hale gelmiştir. Sonuç olarak; MPC için altoptimal çözüm tamamen cebirsel olarak oluşturulmuştur. İkinci yöntemde, MPC’nin hesaplama hızını doğrudan etkileyen model mertebesi ve kontrol ufuk uzunluğu düşürülerek problem basitleştirilmiştir. Tek adımlı MPC kullanımı ile kontrol ufuk uzunluğu düşürülmüştür. Tanh, tekrar kısıtlar için kullanılarak optimallik koşulunu sağlayan bir polinom elde edilmiş ve böylece MPC problemi polinom kökünün bulunması problemine indirgenmiştir. Yapılan sayısal benzetimlerde, MPC kullanımının performans artımını sağladığı ve önerilen iki yeni MPC yönteminin, hesaplama hız problemini ortadan kaldırdığı gözlenmiştir.