Yıl 2019, Cilt , Sayı 17, Sayfalar 9 - 19 2019-12-31

V-alanında Minimum Açılı Kutup Yerleşimi Yöntemine Göre Kesir Dereceli PI Denetçi Tasarımı ve Dayanıklı Kontrol Performansının Bir İncelenmesi

Sevilay TÜFENKÇİ [1] , Bilal ŞENOL [2] , Barış Baykant ALAGÖZ [3]


Kesir dereceli dinamik sistem modelleri gerçek hayatta kullanılan sistemleri daha doğru bir şekilde temsil edilebilmesi nedeni ile kesir dereceli sistem modellerine ve kesir dereceli kontrole olan ilgi artırmıştır. Bu çalışma kesir dereceli sistem modellerinin kararlılık analizi için kullanılan v-alanı içerisinde, minimum açılı kutup yerleştirme yöntemine göre kesir dereceli PI denetçi tasarımlarını sunmaktadır ve farklı hedef açı değerlerinin bu tasarımların dayanıklı kontrol performansına etkileri incelenmektedir. Bu amaçla, kesir dereceli PI denetçi tasarımları seçilen üç farklı hedef açı değeri için v-alanında kutup yerleştirme yöntemine göre gerçekleştirilmiştir Burada, minimum açılı sistem kutuplarının belirlenmiş hedef açılara yerleştirilmesi için genetik algoritma kullanılmış ve böylece kesir dereceli PI denetçi katsayıları optimize edilmiştir. Bu çalışmada iki örnek uygulama gösterilmekte ve bu örnek uygulamalarda kararlılık bölgesi içerisinde seçilen hedef noktalara minimum açılı sistem kutuplarının yerleştiren kesir dereceli PI denetçi tasarımları elde edilmiştir. Elde edilen PI denetçi tasarımları için plant fonksiyonlarının kazanç katsayısı değiştirilerek farklı hedef açı konfigürasyonları için elde edilen kontrol sistemlerinin dayanıklı kontrol performansları incelenmiştir. Elde edilen bulgulara göre dayanıklı kontrol performansı sağlayan hedef açı bölgeleri araştırılmıştır.

Kesir dereceli PI denetçi, dayanıklı kontrol performansı, v-alanı tasarımı, iso-damping özelliği
  • Alagoz, B.B. (2018). Fractional order linear time invariant system stabilization by brute-force search, Transactions of the Institute of Measurement and Control, 40(5), 1447–1456. Doi: 10.1177/0142331216685391
  • Alagoz, B.B. , Yeroglu, C. , Senol B. , and Ates, A. (2015). Probabilistic robust stabilization of fractional order systems with interval uncertainty, ISA Transactions, 57, 101-110. Doi: 10.1016/j.isatra.2015.01.003Alagoz, B.B., Alisoy, G., Alagoz, S., Alisoy, H. (2017). A note on applications of time-domain solution of Cole permittivity models. Optik, 139, 272-282. Doi: 10.1016/j.ijleo.2017.04.010Chen, Y.Q. , Ahn, H.S. and Podlubny, I. (2006). Robust stability check of fractional order linear time invariant systems with interval uncertainties, Signal Processing, 86, 2611-2618. Doi: 10.1109/ICMA.2005.1626549
  • Chen, Y.Q. , Hu, C.H. and Moore, K.L. (2003). Relay feedback tuning of robust PID controllers with iso-damping Property, in 42nd IEEE Conference on Decision and Control, Maui, Hawaii.
  • Chen Y.Q., Moore K.L., (2005). Relay feedback tuning of robust PID controllers with iso-damping property, EEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics Part B, 35, 23-31. Doi: 10.1109/TSMCB.2004.837950
  • Chen, Y.Q. , Petras, I. and Xue, D. (2009). Fractional Order Control - A Tutorial, American Control Conference, Missouri, USA, 1397-1411. Doi: 10.1109/ACC.2009.5160719Cole, K.S., Cole, R.H. (1941). Dispersion and absorption in dielectrics - I. alternating current characteristics, Journal of Chemical Physics, 9, 341-351. Doi: 10.1063/1.1750906El-Sayed, A.M. (1996). Fractional-order diffusion-wave equation. International Journal of Theoretical Physics, 35(2), 311-322.
  • Hamamci, S.E. (2007). An algorithm for stabilization of fractional-order time delay systems using fractional-order PID controllers, Automatic Control, IEEE Transactions on, 52, 1964-1969. Doi: 10.1109/TAC.2007.906243
  • Mainardi, F. (1996). Fractional relaxation-oscillation and fractional diffusion-wave phenomena. Chaos, Solitons & Fractals, 7(9), 1461-1477. Doi: 10.1016/0960-0779(95)00125-5 Matignon, D. (1996). Stability results on fractional differential equations to control processing, in: Processings, Computational Engineering in Systems and Application Multiconference, IMACS, IEEE-SMC, 2, 963-968.Monje, C.A. , Vinagre, B.M., Feliu, V. , Chen, Y.Q. (2008).Tuning and auto-tuning of fractional order controllers for industry applications, Control. Eng. Pract. , 16( 7), 798-812. Doi: 10.1016/j.conengprac.2007.08.006
  • Oustaloup, A. , Mathieu, B. (1999). La commande CRONE: du scalaire au multivariable, HERMES, Paris.
  • Petras, I. (2009). Stability of Fractional-order systems with rational orders: A Survey, Fractional Calculus and Applied Analysis, 12, 269-298.Podlubny, I. (1999). Fractional-order systems and -controllers, IEEE Trans. Automatic Control, 44(1), 208-214.
  • Radwan, A.G. , Soliman, A.M., Elwakil, A.S. and Sedeek, A. (2009). On the stability of linear systems with fractional-order elements, Chaos, Solitons& Fractals, 40, 2317-2328.Doi: 10.1016/j.chaos.2007.10.033
  • Senol, B. , Ates, A. , Alagoz, B.B. and Yeroglu, C. (2014). A numerical investigation for robust stability of fractional-order uncertain systems, ISA transactions, 53, 189-198. Doi: 10.1016/j.isatra.2013.09.004
  • Senol, B. and Yeroglu, C. (2012). Robust stability analysis of fractional order uncertain polynomials, In Proceedings of the 5th IFAC Workshop on Fractional Differentiation and its Applications.
  • Tan, N. , Kaya, I. , Yeroglu, C. and Atherton, D.P. (2006). Computation of stabilizing PI and PID controllers using the stability boundary locus, Energy Conversion and Management, 47, 3045-3058. Doi: 10.1016/j.enconman.2006.03.022
  • Tan, N. , Ozguven, O.F. and Ozyetkin, M.M. (2009). Robust stability analysis of fractional order interval polynomials, ISA transactions, 48, 166-172. Doi: 10.1016/j.isatra.2009.01.002
  • Tufenkci, S., Senol, B., Alagoz, B.B. (2018). Stabilization of Fractional Order PID Controllers for Time-Delay Fractional Order Plants by Using Genetic Algorithm. International Conference on Artificial Intelligence and Data Processing IDAP 2018, Malatya, Turkey, 1-4. Doi: 10.1109/IDAP.2018.8620770
  • Xue, D., Chen, Y.Q. (2002). A comparative introduction of four fractional order controllers. 4th World Congress on Intelligent Control and Automation, 3228-3235. Doi: 10.1109/WCICA.2002.1020131
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0001-9815-7724
Yazar: Sevilay TÜFENKÇİ (Sorumlu Yazar)
Kurum: İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-3734-8807
Yazar: Bilal ŞENOL
Kurum: İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0001-5238-6433
Yazar: Barış Baykant ALAGÖZ
Kurum: İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Aralık 2019

APA Tüfenkçi̇, S , Şenol, B , Alagöz, B . (2019). V-alanında Minimum Açılı Kutup Yerleşimi Yöntemine Göre Kesir Dereceli PI Denetçi Tasarımı ve Dayanıklı Kontrol Performansının Bir İncelenmesi . Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , (17) , 9-19 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/ejosat/issue/48495/599221