Katsayı diyagram yönteminin (KDY) doğrusal olmayan sistemlere uygulanması
Design of controller for nonlinear control systems by coefficient diagram method
Yazar: ONUR BÖLÜKBAŞI
Danışman: PROF.DR. ATİLLA BİR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalısmanın amacı dogrusal ve zamanla degismeyen sistemler için gelistirilen KatsayıDiyagram Yöntemini (KDY) dogrusal olmayan sistemlere uygulamaktır. KatsayıDiyagram Yönteminde, kontrolör polinomunun katsayıları, esdeger zaman sabiti,kararlılık indeksi ve kararlılık sınır indeksi gibi parametrelerin uygun seçilmesisonucunda elde edilir. Dogrusal olmayan sistemlerde ise, dogrusal olmayan sistem kısımkısım dogrusallastırarak ifade edildikten sonra Katsayı Diyagram Yöntemi uygulanır.KDY kullanılarak tasarlanan bir kontrolör kullanılan sistemde kapalı çevrim yanıtınınasımsız ve oldukça hızlı doyuma ulastıgı görülür. Tasarım sonucu elde edilen kontrolsistemi daha dayanıklıdır ve bozucu etkilerini hızlı bir sekilde giderir. Eger sistemdeherhangi bir asım gözlenirse kararlılık indekslerinde ufak degisiklikler yapıldıgındaistenilen asımsız yanıt elde edilir. Ayrıca tasarım prosedürü basittir ve kolayuygulanabilir.Bu çalısmada, uygulamada sık karsılasılan belirli dogrusal olmayan sistemlerincelenmistir. Kısım kısım dogrusal olarak ifade edilebilen sistemler anahtarlanarakkontrol edilmistir. Bunlar doymalı, açmalı-kapamalı, ölü bölgeli ve histeresizkarakteristikli dogrusal olmayan sistemlerdir. Dogrusal olmayan sistemlerinkontrolünde de KDY kullanarak hızlı yerlesme süresi ile asımsız kontrol edildigi bir çoksimülasyonlarla detaylı olarak gösterilmistir.Anahtar Kelimeler: Katsayı Diyagram Yöntemi, KDY, Dogrusal Olmayan Sistemler

Abstract:
The object of this thesis is to apply Coefficient Diagram Method (CDM) that isdeveloped for linear time-invariant control systems, to nonlinear control systems. InCDM, the coefficients of the characteristic polynomial of the controller are obtained bychoosing the parameters such as equivalent time constant, stability index, and stabilitylimit index appropriately. In nonlinear control systems, nonlinearity is linearized partby part and after that CDM method is applied. It has been observed that the response ofthe closed loop system with a controller designed using CDM has small settling timewithout overshoot. Control system designed by CDM is more robust and the disturbanceeffects on the system can also be rapidly eliminated. If an overshoot is observed, stabilityindex values are modified then to yield system responses without overshoot. Besides, thedesign procedure is very easy and applicable.In this thesis work, common nonlinearities in control system applications are analyzed.Partly linear systems are controlled using a switching mechanism. Nonlinear systemswhich contain saturation, on-off, dead-zone and hysteresis elements can be controlledwith this method. Simulation results clearly show that the nonlinear systems controlledusing CDM have small settling time without overshoot.Keywords: Coefficient Diagram Method, CDM, Nonlinear Control Systems