Kayan kipli denetimde kayma yüzeyi tasarımı için yeni yöntemlerin geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, kayan kipli kontrolün gerçek zamanlı uygulamalarda kullanımını artırmak amacıyla kayma yüzeyinin tasarımı için yeni yöntemler önerilmektedir. Bu kapsamda, ilk olarak doğrusal olmayan sistemler için tasarlanan zamanla değişen optimum kayma yüzeyi eğimleri genelleştirilerek, daha sonra diğer çalışma koşulları için de kullanılmıştır. Böylelikle doğrusal olmayan sistemlerin kontrolü için optimum kayma yüzey değerleri önceden belirlenmekte ve daha sonra yapılacak matematiksel işlemler azaltılarak sistemin zaman cevabının daha hızlı elde edilmesi sağlanmaktadır. Bu yöntem, bir evrik sarkaç modeline uygulanarak yöntemin başarısı gösterilmiştir. Ayrıca, bir grup doğrusal olmayan sistem için model referans adaptif kontrol yöntemi ile kayan kipli kontrol yöntemi birleştirilerek, gerçek sistemin kayma yüzeyi eğimleri, referans model için tasarlanan kayma yüzeyi eğimleri adapte edilerek tasarlanmaktadır. Kayma yüzeyi tasarımı için önerilen yeni yöntem, esnek bağlantıya sahip robot manipülatörüne ve füze modeline uygulanarak yöntemin başarısı gösterilmiştir.

In this study, new sliding surface design algorithms are suggested for a class of nonlinear systems in order to have physically applicable control methods. Within this context, firstly, time varying optimum sliding surface slope, designed for the nonlinear systems, is determined and generalized in order to use later for other possible operating conditions. Thus, the predetermined optimum sliding surface slope is used throughout the all operations which enables one to decrease the necessary mathematical operations to achieve faster time response for the nonlinear system. The success of the proposed method is illustared by applying the method to an inverted pendulum mechanism. As a second design method, model reference adaptive control approach is combined with sliding mode control method for a class of nonlinear systems. Then, sliding surface slope that is produced for the reference model is adapted for the nonlinear plant dynamics by using the designed adaptation procedure. The successes of the proposed methods to design the model reference adaptive sliding surface are shown by applying the methods to a robot manipulator model with elastic joints and a missile model.