Hidrolik tahrikli bir yük uygulama düzeneğinin gürbüz tork kontrolü
Robust torque control of a hydraulically ? actuated loading system
Yazar: MEHMET UĞUR ÖZAKALIN
Danışman: DOÇ. DR. METİN U. SALAMCI ; DR. BÜLENT ÖZKAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada; doğrusal olmayan dinamik davranışa sahip ve parametre belirsizlikleri içeren hidrolik eyletimli bir yük uygulama sisteminin denetimi için kayan kipli denetleyiciler önerilmiştir. Hidrolik sistem ayrıca bozucu dış etkilere maruz kalmaktadır. Önerilen kayan kipli denetleyicilerin başarım özellikleri karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.Belirtilen çerçevede; (i) sabit kayma yüzeyli (ii) zamanla doğrusal olarak değişen kayma yüzeyli ve (iii) bulanık mantık esasına dayalı olarak değişen kayma yüzeyli denetleyicilerin kullanıldığı üç ayrı denetim sistemi tasarlanmıştır. Buna ek olarak kayan kipli denetimin doğasından kaynaklanan ?çıtırtı? problemi de çalışılmıştır. Bu amaçla bilinen işaret fonksiyonuna ek olarak, trigonometrik esaslı (hiperbolik) fonksiyon ve bulanık mantık tabanlı fonksiyon da kullanılmıştır. Belirtilen fonksiyonlar tasarlanan üç ayrı denetleyici için de uygulanmış ve dokuz ayrı denetim sistemi yapısı elde edilmiştir. Kayan kipli denetleyicilerin başarımlarının karşılaştırılması amacıyla PID (oransal, tümlevsel ve türevsel) kurallı geleneksel denetleyicili bir yapı da tasarlanmıştır.Elde edilen on ayrı denetim sistemi, mevcut bir kanat tahrik sistemine istenilen aerodinamik torku uygulamak amacıyla geliştirilen hidrolik tahrikli bir kanat yükleme sistemine uygulanmıştır. Ele alınan kanat yükleme sistemi, gerçek işletim koşullarındaki hızlı tepki gereksinimi göz önüne alınarak yaysız olarak tasarlanmıştır. Bilgisayar benzetimlerinin ve deneysel çalışmaların sonuçları karşılaştırılmıştır. Önerilen kayan kipli denetleyicilerin verilen tork emirlerini yerine getirmede yeterli oldukları gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, the sliding mode controllers are proposed for the control of a hydraulically-actuated loading system having nonlinear dynamic behavior and parameter uncertainties. The system is also subject to disturbing effects. The performance of the proposed sliding mode controllers are presented in a comparative manner.Within the context of the study, three different sliding mode controllers, (i) with constant sliding surface, (ii) with linearly time varying sliding surface, and (iii) with fuzzy logic based sliding surface are designed. In addition, the ?chattering? phenomenon which is originated from the nature of the sliding mode control is studied. For this purpose, trigonometric based, i.e. hyperbolic, and fuzzy logic based functions are used in addition to the conventional signum function. The mentioned functions are used for all the three controllers and nine different control algorithms are obtained. In order to compare the performances of sliding mode controllers, a conventional control system with a PID (proportional, integral, and derivative) type controller is also designed.The resulting ten control systems are applied to the hydraulically-actuated fin loading system so as to exert desired torques to a selected fin actuation system. The handled fin loading system is designed without a spring regarding the fast response requirement arising from the realistic operating conditions. The results of computer simulations and experimental studies are compared. It is observed that the proposed sliding mode controllers are capable of following the given torque commands.