GUNT RT512 sıvı seviye sistemi denetiminin bulanık geri adımlama kontrol yöntemi ile gerçekleştirilmesi
Implementation of GUNT RT512 liquid level system control with fuzzy backstepping control method
Yazar: NURSEL ŞAHİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MERAL ÖZARSLAN YATAK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Geri adımlamalı kontrol yöntemi = Back-stepping control ; Lyapunov Kararlılık Teorisi = Lyapunov Stability Theory ; Süreç kontrol = Process control

Özet:
Bu tez çalışmasında, endüstriyel alanda kullanılan süreç denetim cihazlarına çok benzeyen GUNT RT512 sıvı seviye denetim cihazının denetim algoritmasına alternatif olarak, geri adımlamalı kontrol algoritması ve bulanık mantık ile optimize edilmiş geri adımlamalı kontrol algoritmasının geliştirilmesi ve gerçek zamanlı olarak uygulanması gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasında, süreç denetiminde, bulanık mantık ve geri adımlamalı kontrol yöntemlerinin birleştirilmesi üzerine odaklanılmıştır. Süreç denetim sistemlerinin doğrusal olmayan yapıları ve belirsizlikler, geleneksel kontrol yöntemleriyle etkin bir şekilde yönetilememektedir. Bu bağlamda, bulanık mantık ve geri adımlamalı kontrol tekniklerinin entegrasyonu, kontrol performansını artırmak için yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Çalışma kapsamında, ilk olarak geri adımlamalı kontrol stratejisinin temel ilkeleri ve bulanık mantık denetleyicisinin özellikleri incelenmiştir. Ardından, bu iki yöntemin entegrasyonu ile oluşturulan bulanık mantıklı geri adımlamalı kontrol algoritması geliştirilmiştir. Bu algoritma, kontrol edilen sistemin dinamiklerine uygun olarak kontrol kazancını ayarlayarak, dinamik tepkileri iyileştirmiş, özellikle de geleneksel geri adımlamalı kontrol algoritmasının hızına karşılık en büyük dezavantajı olan kararlı durum hatalarını azaltmayı amaçlamıştır. Geliştirilen kontrol algoritmasının performansı, çeşitli benzetim ve deneysel çalışmalarla test edilmiştir. Bu çalışmalar, algoritmanın farklı sistem koşullarında etkinliğini ve adaptif yeteneklerini değerlendirmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, bulanık geri adımlamalı kontrolün, geleneksel geri adımlamalı kontrol yöntemlerine kıyasla daha üstün bir performans sergilediğini ve kararlı durum hatalarını başarılı bir şekilde azalttığını göstermektedir. Bu tez, özellikle endüstriyel süreç denetimlerinde kullanılmak üzere esnek ve etkili bir kontrol mekanizması sunmaktadır. Geliştirilen yöntem, belirsizlikler ve doğrusal olmayan dinamikler içeren sistemlerin kontrolünde önemli avantajlar sağlayabilir.

Abstract:
In this thesis, as an alternative to the control algorithm of the GUNT RT512 liquid level controller, which is very similar to the process control devices used in the industrial field, the development and real-time implementation of a backstepping control algorithm and a backstepping control algorithm optimized with fuzzy logic has been realized. The thesis focuses on combining fuzzy logic and backstepping control methods in process control. The nonlinearity and uncertainties of process control systems cannot be effectively managed by conventional control methods. In this context, the integration of fuzzy logic and backstepping control techniques offers an innovative approach to improve control performance. In this study, the basic principles of the backstepping control strategy and the properties of the fuzzy logic controller are first analyzed. Then, a fuzzy logic backstepping control algorithm is developed by integrating these two methods. By adjusting the control gain in accordance with the dynamics of the controlled system, this algorithm improves the dynamic responses, and especially aims to reduce the steady-state errors, which is the biggest disadvantage of the conventional backstepping control algorithm in comparison to its speed. The performance of the developed control algorithm has been tested by various simulation and experimental studies. These studies were carried out to evaluate the effectiveness and adaptive capabilities of the algorithm under different system conditions. The results show that the fuzzy backstepping control outperforms the conventional backstepping control methods and successfully reduces the steady-state errors. This thesis presents a flexible and effective control mechanism for industrial process control. The developed method can provide significant advantages in the control of systems with uncertainties and nonlinear dynamics.