Melez Kontrolör Tasarımı Ve Uygulamaları

Abstract

Bu çalışmada, paralel olarak kullanılan Bulanık PID Kontrolör ve Klasik PID kontrolör cevapları karşılaştırılıp özel yöntemlerle birleştirerek yeni bir kontrol işareti üreten kontrol yapıları tanıtılmaktadır. İki kontrol işaretini belirli oranlarda karıştırarak harmanlayıp yeni bir işaret oluşturan mekanizma ‘Melez Kontrolör’ olarak adlandırılmıştır. Kısaca melez kontrolör tasarımı fikri, yapısında bulunan kontrolörlerin avantajlarını birleştirmekten gelmektedir. Böylece hem lineer hem de lineer olmayan sistemler için uygun bir kontrol methodolojisi geliştirilecektir. Amaç, daha hızlı cevap veren kontrolöre yakın kontrol işaretinden zamanla referansa yaklaşan kontrol işaretine tasarlanan yöntemler vasıtasıyla geçilmesidir. Daha büyük harmanlama çarpanı ile çarpılan kontrolörün işareti daha baskınken diğer kontrolörün kontrol işareti, yeni kontrol işaretinde daha düşük oranda olacak, hata değiştikçe bu oranlar da değişecektir. Böylece sistem performansının gözle görünür biçimde arttırılacağı düşünülmüştür. Harmanlama mekanizmasında anlık sistem hatasının bir fonksiyonu ya da bulanık mantık kullanılarak oluşturulan çarpanlar kullanılmaktadır. Harmanlama mekanizması ile hangi kontrolörün kontrole önce başlayacağı ve sistem hatası sıfıra yaklaştıkça hangi kontrolör çıkışının hangi oranda melez kontrolör çıkışına etkiyeceği belirlenir. Bu çalışmada iki farklı yapıda harmanlama mekanizması tasarımı anlatılmıştır. Yapılan benzetimler ve gerçek zaman uygulaması sonrasında Melez Kontrolör sistem cevabı ve kontrolör çıkışları ile bulanık PID kontrolör ve klasik PID kontrolör sistem cevabı ve kontrolör çıkışları karşılaştırılmış ve yapılan değerlendirmeler sonucu hem kararlı hal cevabı hem geçici hal cevabında hem de bozucular altında, yapısındaki diğer iki kontrolörden de daha iyi performans sergilediği görülmüştür.

In this study, control structures that blend the control signals of two parallel controllers namely a conventional PID and a fuzzy PID, with special methods by comparing the control signals of the controllers is studied. The mechanism that blends the control outputs and creates a new control signal is called as “Hybrid Controller”. Basically, the idea of this design methodology is to combine the benefits of both controllers in its own structure. Hybrid controllers can be applied to both linear and nonlinear systems. The aim is to use the fastest controller and then the one with little error by this method. Bigger blending factor will reduce the weight of the controller output that is multiplied. When the error changes, the blending factor will chage, the control signal that will increase the system performance will be used. In blending mechanism, which of the controller output will have a bigger in hybrid controller output is decided. Two different blending mechanism designs are introduced in this work. After simulation studies and real-time applications, hybrid controller system response and control outputs are compared with the system response and control outputs of the other controllers. Moreover, they all proved that the presented controller performs better in terms of not only transient state but also steady-state than the controllers in its structure even under disturbance.