An efficient implementation of online model predictive control with practical industrial applications
Çevrimiçi model öngörülü kontrolün pratik endüstriyel uygulamalarıyla etkili bir uygulaması
- Tez No: 688140
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA MERT ANKARALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Endüstriyel uygulamalarda modern kontrol algoritmalarının uygulanma talebi hiç olmadığı kadar fazladır. Modern kontrol metotlarından biri olan Model Öngörülü Kontrole(MPC), gömülü platformların hesaplama kabiliyetlerindeki artış ve klasik kontrol metotları üzerinde içermiş olduğu yeteneklerden ötürü son yıllarda servo ve endüstriyel uygulamalarında ilgi artmıştır. Sayısal MPC algoritması, her bir hesap adımında belirlenen öngörü penceresinde sistemdeki kısıtları da sağlayacak şekilde optimal kontrol girdisini üretmektedir. Optimizasyon tabanlı yapısı, sistemler için ek isteklerin örneğin; enerji verimliliği veya kontrol işaretinin kalitesi, eklenmesinde daha fazla esneklik sağlamaktadır. Çevrimiçi MPC'nin en büyük dezavantajı olan her bir hesap adımında kısıtlı optimizasyon problemini çözmek çok fazla işlem gereksinimine ihtiyaç duymaktadır. Bu tezde, çevrimiçi model öngörülü kontrolün yüksek örnekleme frekanslarında uygulanabilirliğini gösterdik ve pratik uygulamalar için öneriler sunduk. Mevcut ikili aktif küme metodunu matris güncelleme adımında bilinen iki matris metotlarıyla değiştirerek performansı çalışma hızı bakımından artırdığımızı gösterdik. Ayrıca, doğrusal olmayan kısıtlamalar için hız ve doğruluğu da dikkate alarak doğrusal yaklaşımlar gerçekleştirdik. Önerilen yaklaşım hem PIL simülasyonu hem de deneysel testlerle başarılı bir şekilde doğrulandı. Buna ek olarak, uyarlamamızın hem çalışma hızı hem de az hafıza kullanımı bakımından uygulanabilirliğini onaylamak için PIL simülasyonu ve deneysel testler hareket kontrol uygulamalarında çokça kullanılan iki farklı işlemciler ile gerçekleştirildi.
Özet (Çeviri)
The demand to utilize modern control algorithms for industrial applications is much more intensive. Model-predictive-controller (MPC), which is one of the modern optimal control policies, has gained more attention in servo drive and other industrial applications in recent years due to increased computational capabilities of embedded platforms and evident control performance benefits compared to more classical control methods. A digital MPC algorithm at each sampling instant produces the optimal control input sequence for a given prediction horizon while also guaranteeing that input and state-trajectories do not violate some set of constraints. Its optimization based capability brings more flexibility to include the additional requirements such as energy efficiency, quality of the systems' control input. Solving constraint optimization problems in each step requires excessive computational complexity and burden, which is the main drawback of online MPC over classical methods. In this thesis, we demonstrate the feasibility of online MPC in high sample frequency applications and provide some suggestions for practical implementation. We implemented the existing dual active set solver by replacing two common methods in the matrix update step to increase the performance in terms of execution speed. We also provide the linear approximation for the nonlinear constraints by taking the tradeoff between accuracy and speed into account. The proposed structure is successfully verified via both PIL simulation and experimental testing. In addition, two different processors, which are commonly used in motion control applications, perform the PIL simulation and experimental testing separately to certify the feasibility of our implementation in terms of execution speed and using minimal memory space.
Benzer Tezler
- Çevresel performans odaklı adaptif cephe modülü için akıllı sistem tasarımı
Intelligent system design for environmental performance oriented adaptive façade module
ERHAN KARAKOÇ
- Bir tekstil firmasında kanban sisteminin uygulanması
An Application of kanban system in a textile company
UĞUR ÖZÇER
- Novel methodology for construction and decoding of color data codes
Renk veri kodlarının oluşturulması ve çözümlenmesi için yeni metodoloji
REFİK TANJU SİRMEN
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK BERK ÜSTÜNDAĞ
- Mikrodalga difraksiyon tomografisi için adaptif bir görüntü oluşturma algoritması
An Adaptive reconstruction algorithm for microwave diffraction tomography
SELÇUK PAKER
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. BİNGÜL YAZGAN
- Esnek (uzaktan) çalışmanın işgören memnuniyeti, işgören performansı ve işveren maliyetlerine etkisi üzerine bir araştırma
A research on the effect of flexible (remote) working on employee satisfaction, employee performance and employer costs
SEVCAN KAYA