Öz ayarlamalı ve sıçramasız geçişli kontrol sistemi tasarımı
Bumpless switching and self tuning pid control
Yazar: ÖZGENÇ SUBAŞI
Danışman: PROF.DR. İBRAHİM EKSİN
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

Özet:
PID kontrolörler, endüstride pek çok süreci kontrol etmek için anlaşılması ve kullanımıkolay bir kontrol yapısı olduğundan çok sık kullanılmaktadırlar. Bunun yanında,kullanıcılar PID kontrolör parametrelerinin ayarı ile uğraşmak istememektedirler. Busebeple günümüzde ticari PID kontrolörlerin pek çoğunda kendi kendini ayarlamaözelliği bulunmaktadır. Yarı iletken teknolojilerindeki gelişmeler sayesinde PIDkontrolör yapılarına bu özelliklerin de eklenebilmesi kolaylaşmıştır. Ayrıca, bukonularda yapılan bilimsel araştırmaların sayısı da her geçen gün artmaktadır.Bu çalışmada yeni bir öz ayarlamalı PID kontrol yöntemi önerilmiştir. Bunun içinliteratürdeki belli başlı sistem tanıma ve PID kontrol yöntemleri incelenmiştir.Ardından PID kontrolör ayarlama yöntemleri incelenmiş ve bir serbestlik dereceli PIDkontrolör yapısı ile sistemin referans yanıtının ve yük bozucularına karşı yanıtının aynıanda optimum olarak ayarlanamadığı, alternatif yöntem olarak da iki serbestlikdereceli yapıların kullanılması gerektiği saptanmıştır. Daha sonra da iki serbestlikdereceli bir PID kontrolör yapısı seçilmiş ve birinci serbestlik dereceli kısmınparametreleri, en küçük kareler kestirimi yöntemiyle yapılan sistem tanımanınardından, Ziegler - Nichols yöntemi kullanılarak ayarlanmıştır. İkinci serbestlik derecelikısmın parametre ayarı için önce genetik optimizasyon yöntemi kullanılmış ardındanaynı işi daha kısa sürede yapabilen bir yöntem önerilmiştir. Son olarak da sistem tanımasüreci ile PID kontrolör yapısı birleştirilerek ve aradaki geçişin sıçramasız biçimdeolması sağlanarak sıçramasız geçişli ve öz ayarlamalı yapıda yeni bir kontrol yöntemiönerilmiş ve önerilen yöntem değişik örnek sistemler üzerinde denenerek başarımıgösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: PID Kontrol, Öz Ayarlama

Abstract:
PID controllers is used in the industry in many process control loops. PID controllers isused very often thats why its structure is easy to use and understand. But users who isusing the PID controllers in their systems dont want to tune the PID parameters bythemselves. For this reason many commercial PID controllers have auto tuning and selftuning capabilities. Today it is easy to add this facilities to the PID controllers with theimprovements of the semiconductor technology. Also researchs in this areas isincreasing day by day.In this work a new method have been suggested for the self tuning of the PID controllers.For this purpose common methods for system identification and PID control isinvestigated. Then PID tuning methods is reviewed shortly. And it is concluded that onedegrees of freedom PID controller structures would never tune to optimum for both setpointresponse and disturbance response at the same time and two degrees of freedomPID controllers is to be used for this purposes. After that a two degrees of freedom PIDcontroller structure is selected and first degrees of freedom part have been tuned withZiegler - Nichols method. And for tuning of the second degrees of freedom part firstgenetic optimization methods have been used after that a new method have beensuggested for optimization for reducing the calculation time. And lastly a new method issuggested with combining the system identification, PID control and bumpless transfermethods named `Bumpless Switching and Self Tuning PID Control?. And theperformance of the controller is verified by computer simulations.Keywords: PIDControl, Self Tuning