Elektromanyetik filtreler için FPGA tabanlı adaptif kontrolör tasarımı ve gerçekleştirilmesi
FPGA based adaptive controller design and implementation for electromagnetic filters
Yazar: İLKER ALİ ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. SAADETDİN HERDEM
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Adaptif denetim = Adaptive control

Özet:
Bu çalışmada, endüstriyel alanlardaki sıvıların içerdikleri mikron boyutlu manyetik özellikli parçacıklardan temizlenmesi işleminde kullanılan elektromanyetik filtre (EMF)?lerin yüksek performanslı çalışmalarını sağlayacak uygun bir kontrolör gerçekleştirilmiştir. 
Literatürde; giren parçacık konsantrasyonu ve akış hızını kullanarak EMF kontrolü gerçekleştirilmişken, bu çalışma ile diğer teknolojik parametreleri ve EMF performansını da değerlendirebilen farklı kontrol yapıları geliştirilmiştir. Böylece EMF performansını dolaylı ya da direkt etkileyen tüm teknolojik parametrelerin göz önüne alınması sağlanmıştır. Ayrıca kontrol sisteminin endüstriyel sıvının türüne ve EMF performansını etkileyen teknolojik parametrelerin zamanla değişimine duyarlı olabilmesini sağlamak için, kontrolörler adaptif yapıda oluşturulmuştur. 
Bu amaçla yapılan tez çalışmasında yapay zeka tekniklerinden bulanık kontrol, adaptif bulanık kontrol ve sinirsel bulanık kontrol yapıları kullanılarak beş farklı kontrolörler tasarlanmış ve gerçekleştirilmiş, bu kontrolörlerin avantaj ve dezavantajları değerlendirilerek EMF kontrolü için bir hibrid zeki kontrolör yapısı oluşturulmuştur. Bu kontrolör, teknolojik parametrelerin değişiminin EMF performansını etkilemesini önlemek amacıyla bir erken algılama sistemi ile güçlendirilmiştir. 
Kontrolörlerin FPGA tabanlı olarak tasarlanması ile, çok fazla işlem yükünü istenilen sürede gerçekleştirebilmesi, bilgisayardan bağımsız olarak ve endüstriyel ortamlarda çalışabilmesi sağlanmıştır. Filtrasyon işleminin sürekliliği ve EMF matrislerinin tekrar tekrar kullanımı da kontrol edilmiştir.
Sonuç olarak bu çalışmada; EMF performansını etkileyen parametreleri değerlendiren ve bu parametrelerdeki değişimleri erken algılayan FPGA tabanlı hibrid zeki bir kontrolör tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda gerçekleştirilen bu kontrol sisteminin güvenilir ve kararlı bir kontrol sağladığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, an appropriate controller for increasing the performance of electromagnetic filters (EMF) that are used to clean the micron size particles that have magnetic properties from the industrial liquids was implemented.
Apart from literature, considers input particle concentration and flow rate for EMF control, this study makes use of different controller structures that evaluate different technological parameters and performance of EMF. Thus, developed controller takes into account all technological parameters that affects performance of EMF either directly or indirectly. Moreover controller was implemented in adaptive structure to make it sensitive against industrial liquid types and time-varying technological parameters that affect the performance of EMF. 
Five different controllers were designed and implemented by using artificial intelligence techniques namely fuzzy control, adaptive fuzzy control and neuro-fuzzy control. The advantages and disadvantages of these controllers were evaluated and a hybrid intelligent controller was implemented. This controller is strengthened with early sensing system to prevent the effects of technological parameter changes in to EMF's performance. 
FPGA based implementation of the controller is provided following benefits; computer independent operation, operation in industrial environment and heavy processing capability in a required time. The continuity of filtration and reuse of EMF matrix were also controlled.
As a result FPGA based hybrid intelligent controller that evaluates the parameters that affect EMF performance and also perceives the changes in these parameters were designed and implemented. Experimental studies showed that developed controller system provides reliable and robust control.