Dinamik sistemlerin eyleyici arızalarının model referans uyarlamalı kontrol yaklaşımı ile kompanzasyonu
Compensation of actuator failures of dynamical systems by using model reference adaptive control
Yazar: KÜRŞAD GÖKCE
Danışman: DOÇ.DR. FUAT GÜRLEYEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Dinamik sistemler = Dynamical systems ; Uçuş denetim sistemleri = Flight control systems

Özet:
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.Anahtar Kelimeler: Model referans uyarlamalı kontrol, Durum ve çıkış geri beslemesi,Parametre belirsizlikleri, Tam eşleşme şartları, Yapısal değişmezlik, Eyleyici arızaları,Uçak sistemleri

Abstract:
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.Keywords: Adaptive control, Parameter uncertainty, Actuator failure, Invariancecondition, Perfect model matching, Tracking error, Aircraft system, Flight control