An algorithmic fault-tolerant control architecture without actuator redundancy
Yedek tahrik unsuru kullanılmayan bir algoritma tabanlı hata toleranslı kontrol mimarisi
- Tez No: 527961
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ TÜRKER KUTAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Doğrusal olmayan kontrol teorisi, Geri beslemeli kontrol, Kaskad kontrol, Otonom ve kontrol, Nonlinear control theory, Feedback control, Cascade control, Autonomous and controlled
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması kapsamında, tahrik elemanlarında gerçekleşen hataların kotarılmasına yönelik yeni bir algoritma tabanlı hata toleranslı kontrol mimarisi geliştirilmiştir. Geliştirilen metod, sağlıklı tahrik elemananlarına bağlı durumlara, hatalı elemanların hareketlerini telafi etmek ve sistemin genel kararlılığının sürdürülebilmesi amacıyla, pretürbasyonlar eklenmesine dayanmaktadır. Hata tespiti uyarlamalı durum kestiriciler ile gerçekleştirilirken hata kotarma amaçlı oluşturulan pertürbasyonlar ise kontrol sisteminin bir parçası olan tekil bir dinamik sistem tarafından üretilmektedir. Önerilen yöntemde hata kotarma amacıyla herhangi bir fiziksel yedekleme ihtiyacı duyulmaması nedeniyle, geliştirilen hata toleranslı kontrol mimarisi“algoritma tabanlı”olarak nitelendirilmiştir. Geliştirilen mimarinin analizi için kontrol mimarisi, birbirine bağlı doğrusal olmayan sistemler için bir kontrol problemi olarak ele alınmış ve önerilen kontrol mimarisi ile ilgili varsayımları, koşulları ve kararlılık özelliklerini içeren bir teorem oluşturulmuştur. Oluşturulan yöntem, uygulanan sistemin Lipschitz sürekli olması ve bazı sınırları sağlaması koşulu ile, doğrusal olmayan, çok girdi-çıktılı ve kararsız sistemler de dahil olmak üzere birçok probleme uygulanabilmektedir. Önerilen mimari için tasarım yöntemi, teorik analizler ve analitik olarak izelenebi- lecek sayısal örneklerle açıklanmıştır. Daha karmaşık sistemlerdeki uygulamaları ve yöntemin kısıtlamaları ise robotik manipülatörlerdeki eklem hatalarından kurtulma ve dört pervaneli hava araçlarındaki pervane kayıplarından kurtulma problemlerinde, teorik analizler ve sistem benzetim sonuçları ile beraber sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis work, a novel algorithmic fault tolerant control system architecture against actuator failures is developed. The method is based on injection of perturbations on the controlled states that are connected to healthy actuators, in order to compensate for the failed components and maintain overall stabilization of the system. An adaptive state estimator structure is used for detection of faults and fault mitigation perturbations are generated from a singularly perturbed dynamic system, which is a part of the control architecture. The proposed method is an algorithmic fault tolerant control architecture in a sense that the fault tolerance and reliability is achieved algorithmically and without using any redundant physical components. For the theoretical analysis of the developed control system, the problem is formulated as a nonlinear control problem for interconnected systems and a theorem is structured that includes the assumptions, conditions and stability properties of the proposed architecture. Resultant algorithm can be applied to wide variety of problems including multi-input-multi-output unstable nonlinear systems, provided that the system under consideration is Lipschitz continuous and certain bound conditions are satisfied. Design methodology is explained through theoretical analyses and analytically tractable numerical examples. Applications on more complex systems and limitations of the proposed fault tolerant control system architecture are demonstrated on joint failures of robotic manipulators and propeller loss of quadrotors cases through theoretical analyses and simulation results
Benzer Tezler
- Dağıtılmış sistemlerde saat senkronizasyonu
Clock synchronization in distributed systems
KADİR GÖKHAN TERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. BÜLENT ÖRENCİK
- How cryptographic implementations affect mobile agent systems
Şifreleme gerçekleştirmelerinin gezgin aracı internet sistemlerini nasıl etkilediği
İSMAİL ULUKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiSistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN ANARIM
- Handling quality oriented fault tolerant longitudinal flight control algorithm design for a jet trainer aircraft
Bir jet eğitim uçağı için uçuş kalitesi odaklı hata dayanımlı boylamsal uçuş kontrol algoritması tasarımı
BAHADIR GÖKÇEASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHATTİN ÇAĞLAR BAŞLAMIŞLI
- Fault tolerant deployment, search and task cooperative control of robot/sensor networks
Robot/algılayıcı ağlarında hata toleransı yüksek konuşlandırma, arama ve kooperatif iş yapma denetimi
BERKANT AKIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMET ERKMEN
PROF. DR. AYDAN ERKMEN
- Reconfigurable modular snake robot locomotion via learning based hybrid motion control system architecture
Öğrenme temelli melez hareket kontrol sistem mimarisi ile yeniden yapılandırılabilir modüler yılan robot hareket kabiliyeti
İLYAS KOCAER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER MORGÜL