Dinamik Sistemlerin Eyleyici Arızalarının Model Referans Uyarlamalı Kontrol Yaklaşımı İle Kompanzasyonu

Abstract

Bu çalışmada, model referans uyarlamalı kontrolör ile, dinamik parametreleri genlikçe sınırlı, zamanla değişen fakat bilinmeyen belirsizlik parametreleri içeren lineer sistemlerde, eyleyici arızalarının meydana getirdiği geçici hal rejimlerini en kısa sürede sıfıra götürecek ve asimptotik kararlılığı garanti altına alacak uyarlama kuralları ortaya konmuştur. Sırasıyla durum geri beslemeli ve çıkış geri beslemeli dinamik sistemlerde, genlikçe sınırlı eyleyici arızalarının ve parametre belirsizliklerinin yapısal olarak bilindiği ve tamı tamına kestirildiği varsayılarak, sistem durum veya çıkışlarının, referans model durum veya çıkışlarını asimptotik olarak izlemesini sağlayacak nominal kontrolör parametreleri, yapısal değişmezlik ve tam model eşleşme şartları altında verilmiş ve daha sonra bu arızaların ve parametre belirsizliklerinin gerçek ortamda bilinmemesi durumunda kontrol parametrelerini Lyapunov kararlılık teorisine dayanan bir yaklaşımla ayarlayarak izleme hatasının hızla küçülmesini ve sürekli halde sıfıra özdeş kılınmasını sağlayan uyarlama kuralları ortaya konmuştur. Bu uyarlama kuralları ile oluşturulan model referans uyarlamalı kontrol sisteminin performansı, eyleyici arızaları ve parametre belirsizlikleri içeren Boeing-737 ve 747 tipi uçaklar için çeşitli benzetim çalışmaları ile test edilmiş ve elde edilen sonuçların literatürde yer alan çalışmalara nazaran daha iyi olduğu gözlenmiştir.

In this study, adaptation rules making the asymptotic stability and compensating the transient behaviours of actuator failures to uncertain dynamical systems are derived by using the model reference adaptive control scheme. First by assuming that actuator failures and parameter uncertainties are all bounded and structured but unknown, we derive the so called invariance or matching and perfect model following conditions which enable us to determine the nominal controller parameters that will provide reference model states or outputs to be tracked perfectly by states or outputs of feedback controlled dynamical systems. Then, adaptive laws are derived, without having knowledge of what the actuator failures and uncertainties in plant parameter values are and when the failures occur, such that in the real environment, the states or the outputs of the feedbacked controlled system track the states or the outputs of the reference model asymptotically and the steady-state errors go to zero identically. Finally, the performance of model reference adaptive control system based on these adaptive rules has been tested and verified by various simulation studies carried out on flight control of Boeing-737 and 747 aircrafts with both actuator failures and parameter uncertainties and, as a result of our studies, the better performance has been obtained than the previous works given in literature.