Kanatçık tahrik sistemi için PID ve PI – kayan kipli denetleyici tasarımı
PID and PI – sliding mode controller design for a fin actuation system
- Tez No: 684763
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN UYMAZ SALAMCİ, DR. FATİH ÇEVİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tez çalışmasında akıllı bir mühimmatın kanatçık tahrik sisteminin açısal pozisyon denetimi için iki farklı denetleyici türü olarak PID ve PI-Kayan Kipli Denetleyici tasarımları gerçekleştirilmiş ve deneysel olarak test edilmiştir. Kanatçık tahrik sisteminin hareket denklemi ile ilgili katsayılar ve parametreler, sistemin katı modelinden ve sistemde kullanılan elektrik motorunun teknik veri dokümanından elde edilmiştir. Belirlenen parametrelere ek olarak, doğrusal olmayan bir yapıya sahip olan aerodinamik yük modeli, sisteme bozucu etki girişi şeklinde eklenmiştir. Yapılan tez çalışmasında ilk olarak sistemin matematiksel modeli elde edilmiş ve sistem ile ilgili belirlenen parametreler sistemin matematik modelinde kullanılmıştır. Denetleyici tasarımı kısmında ise ilk olarak PID denetleyici tasarımı yapılmış ve benzetim sonuçları elde edilmiştir. İkinci olarak ise PI-Kayan Kipli Denetleyici tasarımı yapılmış ve benzetim sonuçları elde edilmiştir. İlgili kayan kipli denetleyici türleri içinde sabit oranlı ulaşma kuralı, üstel ulaşma kuralı, güç oranlı ulaşma kuralı ve genel ulaşma kuralı gibi kayma yüzeyine farklı ulaşma kuralları irdelenmiş ve ilgili erişme kuralları içinden güç oranlı ulaşma kuralı uygulanmıştır. Benzetim çalışmaları sonrasında ise, tasarlanan denetleyiciler deneysel çalışmalarda kullanılmıştır. Bu amaçla, deneysel çalışmalarda denetleyicilerin iyileştirilmesine yönelik çalışmalar da yürütülmüştür. Deneysel sistemde mevcut olan gürültü sebebiyle benzetim sonuçlarında kullanılan denetleyici katsayıları sistemdeki gürültü geçirgenliğini azaltmak için benzetim çalışmalarında kullanılan denetleyici katsayılarına göre daha düşük olarak seçilmiştir. Ayrıca sistemdeki gürültünün baskılanması için alçak geçiren filtreler kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda, kanatçık tahrik sisteminin gerçek çalışma koşullarına uygun olarak hem yüksüz, hem de aerodinamik yük altındaki farklı durumları test edilmiş ve tasarlanan denetleyicilerin uygulanabilirliği ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
In the thesis study, PID and PI-Sliding Mode Controller are designed and then tested experimentally as two different controller types for the control of a fin actuation system. The coefficients and parameters of the equation of motion of the fin actuation system are obtained from the CAD model of the fin actuation system and the technical datasheet of the electric motor which is used in the fin actuation system. In addition to the coefficients and parameters, the nonlinear aerodynamic load model is included in the system mathematical model as a disturbance input. In the thesis study, the mathematical model of the system is derived, and then the previously determined coefficients and parameters are used in the model. In the controller design part, firstly, the PID controller is designed and the simulations are performed. Secondly, PI-Sliding Mode Controller is designed and the simulations are performed. Different sliding mode controller reaching law approaches such as constant rate reaching law, exponential reaching law, power rate reaching law and classical reaching law are explored and among these reaching law approaches, the power rate reaching law type sliding mode controller is designed and applied. After the simulation studies, the controllers are used for the experimental studies. For the experimental studies, additional tests are performed to improve the performance of the controllers. The controller coefficients used in the simulation studies are tuned for the experimental studies due to the noisy signals encountered in the experimental system. Moreover, low pass filters are used to suppress the noise effects in the experimental system. In the experimental studies, the fin actuation control system is tested under different aerodynamic load conditions and without aerodynamic load conditions to simulate the real working conditions. The experimental test studies reveal the validity of the designed controller for practical implementations.
Benzer Tezler
- Dynamic modeling and control of a hybrid fin actuation system for an air-to-air missile
Havadan havaya füzeler için melez kanatçık tahrik tasarımı ve modellenmesi
TAYFUN ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU
YRD. DOÇ. DR. YİĞİT YAZICIOĞLU
- System identification modelling and control of the fin actuation system
Sistem tanımlama ile bir kanatçık tahrik sisteminin modellenmesi ve kontrolü
İBRAHİM ÖZÇİÇEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF ANKARALI
- Control and comparison of an electromechanically actuated control surface according to different sensor locations
Elektromekanik eyletimli bir kontrol yüzeyinin farklı algılayıcı yerleşimine göre denetimi ve karşılaştırılması
ÖMER KOÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Savunma ve Savunma TeknolojileriAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN CANBOLAT
- Güdümlü bir mühimmat kanatçık tahrik sistemi için iki döngülü kontrol sistemi tasarımı
Cascade control system design for a guided missile fin actuation system
ERSİN DAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- Güdümlü bir mühimmatın kanatçık tahrik sistemi için gürbüz kontrolcü tasarımı ve uygulanması
Robust controller design and application of a guided ammunution's fin actuation system which has an electromechanical part
İSMAİL CANTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU