ANAHTARLAMALI SİSTEMLER İÇİN GÜRBÜZ KONTROLCÜ TASARIMI VE AKILLI MÜHİMMATLARDAKİ UYGULAMARI
ROBUST CONTROL DESIGN FOR SWITCHED SYSTEMS WITH AN APPLICATION OF GUIDED MUNITIONS
- Tez No: 737979
- Danışmanlar: PROF. DR. SAFFET AYASUN, DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK KÜRKÇÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güdümlü mühimmatlar; temel olarak, bir güdüm algoritmasına bağlı olarak çalışan ve hedefi yüksek hassasiyetle vuran bombalardır. Güdümlü mühimmatların, hedefe yönlendirilmesi ve istenilen hedefi başarılı bir şekilde vurabilmesi, Kanatçık Tahrik Sistemleri (KTS) aracılığı ile gerçekleştirilir. Bu çalışmada literatürde mevcut olan gürbüz kontrol yöntemlerinin, dinamik olarak anahtarlamalı yapıda olan sistemlere uyarlanmasını amaçlamaktadır. Anahtarlamalı sistemlerin kontrolü özelinde literatürde standart gürbüz kontrol yaklaşımları ile parametre/sistem değişimi altında kapalı çevrim kararlılık ve performans ifadeleri çıkarılmamaktadır. Geliştirilecek olan teorik altyapı, dinamik anahtarlamalı (geometrisi değişen) özel bir akıllı mühimmat ile doğrulanacaktır. Anahtarlama yapısında kullanılacak kontrolcülerin belirsizlik altında çalışması ve bozucu bastırma özelliğinin yüksek olması gerekmektedir. Literatürde gürbüz kontrol kuramına yönelik farklı metotlar olmasına rağmen, bu çalışmada gürbüz kontrol metotlarından biri olan µ-sentez kontrol metodu tercih edilmiştir. µ-sentez kontrolcüleri, yükseklik ve hıza bağlı olarak değişen doğrusal olmayan dinamikler altında kısa bölgelerde doğrusallaştırma ile elde edilen sistem için tasarlanmıştır. Kontrolcü referans sinyalleri güdüm bloğundan alınırken, kontrolcü çıkış sinyali KTS için aileron, rudder ve elevator kanallarındaki değişimleri içermektedir. Anahtarlamalı kontrolcü tasarımı ilk olarak iki adet kontrolcü arasında gerçekleştirilmiştir. Ardından uçuş zarfındaki tüm hız ve yükseklik bölgelerini kapsayacak olan kontrolcü matrisi ve bu matris içerisindeki kontrolcüler arasındaki anahtarlama algoritması geliştirilmiştir. MATLAB Simulink ortamında gerçekleştirilen benzetim çalışmaları neticesinde kontrolcüler arası anahtarlama olmadığı durumda sistemin kararsız olduğu, anahtarlama devrede iken sistemin kararlılığının sağlandığı ve sisteme uygulanan kontrol girişinde süreksizlik gözlenmemiştir. Ayrıca aerodinamik parametreler üzerinde uygulanan belirsizlikler ve ölçümlendirilemeyen rüzgar parametresi nedeniyle mühimmatın hızının yanlış hesaplanmasından kaynaklı bozucu etkilerin anahtarlanan kontrolcüler tarafından tolere edildiği, sistemin kararlılığının sağlandığı incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Guided munitions; basically, are bombs that operate on a guidance algorithm and hit the target with high precision. The guided ammunition is directed to the target and successfully hits the desired target through the Fin Actuation System (FAS). In this study, it is aimed to adapt robust control methods existing in the literature to dynamically switched systems. In the literature for the control of switched systems, the closed-loop stability and performance statements are not evaluated under the parameter / system changes with standard robust control approaches. The theoretical infrastructure to be developed will be verified with a special dynamically switched (changing geometry) smart ammunition. The controllers to be used in the switching structure must operate under uncertainty and have high disturbance suppression. Although there are different methods for robust control theory in the literature, the µ-synthesis control method, which is one of the robust control methods, is preferred in this study. µ-synthesis controllers are designed for the system achieved by linearization in short regions under nonlinear dynamics varying with height and speed. The controller reference signals are received from the guidance block while the controller output signal includes changes in the aileron, rudder and elevator channels for the FAS. Switched controller design is first realized between two controllers. Then, a controller matrix that will cover all the speed and altitude regions in the flight is designed and the switching algorithm between the controllers in this matrix is implemented. Simulations are implemented in MATLAB Simulink environment. As a result of the simulation studies, it is determined that the system is unstable in the lack of switching between the controllers, the stability of the system is ensured when the switching is active and there is no discontinuity in the control input applied to the system. In addition, it is investigated that the disturbance effects caused by the uncertainties applied on the aerodynamic parameters and the effect of the unmeasurable wind parameter on the miscalculation of the speed of the ammunition are tolerated by the switched controllers and the stability of the system is ensured.
Benzer Tezler
- Şebekeden bağımsız fotovoltaik sistemlere yönelik çok girişli çok çıkışlı modelleme ve gürbüz kontrolcü tasarımı
Multiple-input multiple-output modeling and robust control design for stand-alone photovoltaic systems
ONUR DEVECİ
Doktora
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. COŞKU KASNAKOĞLU
- Design and implementation of sensorless vector controlled drive for PMSMs
Sürekli mıknatıslı senkron motorlar için sensörsüz vektör kontrollü sürücü tasarımı ve gerçeklenmesi
BURAK GÖRDÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT YILMAZ
- Path following of autonomous underwater vehicles in the presence of unknown disturbances
Otonom sualtı araçlarının bilinmeyen bozuntuların varlığında yol takibi
MUHAMMET AKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE
- Design and realization of fully integrated multiband multistandard Bi-CMOS sigma delta frequency synthesizer
Tamamen tümleşik çok bantlı ve çok standartlı Bi-CMOS sigma delta frekans sentezleyicisi tasarımı ve gerçeklemesi
EMRE ÖZEREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Kayma kipli kontrol yaklaşımlarının ters sarkaç sistemine uygulanması
Controlling an inverted pendulum system using sliding mode control techniques
AHMET YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ABDURRAHMAN KARAMANCIOĞLU