Ayrık zaman kayma tipli kontrol yönteminin servo sistemlere uygulanması
Application of discrete-time sliding mode control method to the servo systems
Yazar: MEHMET İLYAS BAYINDIR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET ÖZDEMİR ; DOÇ. DR. HAKAN AKPOLAT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Kayan kipli denetim = Sliding mode control ; Konum denetimi = Position control

Özet:
ÖZET DOKTORA TEZİ AYRIK ZAMAN KAYMA KİPLÎ KONTROL YÖNTEMİNİN SERVO SİSTEMLERE UYGULANMASI Mehmet İlyas BAYINDIR Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik - Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 2003, Sayfa: 101 Bu tezde, elektrik sürücü sistemleri için, atalet ve sürtünme parametre değişimlerine ve harici bozuculara karşı dayanıklı yeni bir konum kontrol yöntemi geliştirilmiştir. Sunulan kontrol algoritması, Kayma Kipli Kontrol (KKK) tasarımına yönelik bir yaklaşım olan erişim kuralı ve zaman-optimal ('minimum-zaman' olarak da bilinir) kontrol yöntemlerine dayalıdır. KKK, iyi bilinen bir dayanıklı kontrol yöntemidir. Diğer taraftan, konum kontrol sistemlerinde zaman-optimal kontrolün teorik olarak mükemmel bir performans sağladığı da iyi bilinmektedir. Pratik uygulama bir mikroişlemci sistemiyle gerçekleştirildiğinden, konum kontrol sisteminin tasarımı ve analizi ayrık zamanda yapılmıştır. Ayrık-zaman KKK uygulaması söz konusu olduğunda, örneklemenin etkilerinin hesaba katılması gerektiği gösterilmiştir. Sisteme büyük konum referansı uygulandığı zaman ve/veya yüksek bir performans (anahtarlama çizgisinin yüksek eğimli olması) istendiği zaman, KKK yönteminin, özellikle büyük atalet değişimlerinde, arzu edilmeyen aşmalar şeklinde sonuç verdiği de tezde gösterilmiştir. Böylece, büyük konum referansları ve parametre değişimleri altında özellikle istenmeyen aşmaları önlemek ve dayanıklı bir kontrol sağlamak için, zamanla değişen kayma yüzeyine sahip olan yeni bir kontrol yöntemi sunulmuştur. Sunulan yöntem, vektör kontrollü bir asenkron motor konum kontrol sistemine uygulanmıştır. Geliştirilen kontrol yaklaşımının başarısını gösteren benzetim ve deney sonuçları tezde sunulmuştur. Anahtar Kelimeler : Kayma kipli kontrol, erişim kuralı yaklaşımı, konum kontrolü, zaman- optimal kontrol, minimum-zaman kontrol. XIV

Abstract:
ABSTRACT PhD Thesis APPLICATION of DISCRETE-TIME SLIDING MODE CONTROL METHOD to THE SERVO SYSTEMS Mehmet İlyas BAYINDIR Firat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical - Electronics Engineering 2003, Page: 101 In this thesis, a new position control method is developed for the electrical drive systems in order to provide a robust position control under inertial and frictional variations and external disturbances. The proposed control algorithm is based on the Reaching Law Control (RLC), which is an approach to the Sliding Mode Control (SMC) design, and the time-optimal (also known as 'minimum-time') control methods. SMC is a well known robust control method. On the other hand, it is also well known that the time-optimal control provides a theoretical perfect performance in position control systems. The analysis and design of the position control system is done in discrete-time since the practical implementation is realized using a microprocessor system. It is shown that the sampling effects should be taken in to account when the discrete-time implementation of the SMC is considered. It is also shown in the thesis that when the large position references are applied to the system and/or a high performance (high slope of the switching line) is desired, the discrete-time implementation of the SMC method results in undesirable overshoots especially under large inertial variations. Thus, a new control method having a time-varying sliding surface is proposed to avoid especially the undesired overshoots and to provide a robust control under large parameter variations and high position reference demands. The proposed method is applied to a vector controlled induction motor position control system. The experimental and simulation results showing the effectiveness of the developed control approach is presented in the thesis. Keywords: Sliding mode control, reaching law approach, position control, time-optimal control, minimum-time control. XV