Ağ tabanlı model öngörülü kontrol ile dörtlü tank sisteminin denetimi

Abstract

Bilgisayar ve haberleşme alanındaki hızlı gelişmelerle birlikte ağ bağlantılı kontrol sistemlerine olan ilgi de giderek artmaktadır. Esnekliği, maliyeti azaltması, karmaşık uygulamalarda çözüm üretmesi, uzaktan müdahale ve kontrol gibi önemli yönleriyle bu sistemler üzerine birçok araştırmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada ileri kontrol tekniklerinden bir tanesi olan Model Öngörülü Kontrol'ün (Model Predictive Control - MPC) ağ bağlantılı kontrol sistemlerinde ne derece etkili olabileceği araştırılmıştır. Bu çalışmada çok girişli-çok çıkışlı sistemlerin kontrolünde karşılaşılan birçok problemin incelenmesi için geliştirilmiş bir sistem olan dörtlü tank sistemi kullanılmıştır. Dörtlü tank sistemindeki sıvı seviyesi kontrolü IEEE 802.15.4 protokolüyle kablosuz ağ üzerinden Model Öngörülü Kontrolör tarafından sağlanmıştır. Kablosuz ağdan kaynaklanan paket kayıpları ve zaman gecikmeleri gibi kısıtlamaların kontrolör performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu tezdeki benzetim çalışmaları MATLAB/Simulink programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Interest in the networked control systems is increasing with the rapid developments in the computer and telecommunications fields. A significant amount of research has been carried out on important aspects of these systems such as flexibility, cost reduction, remote operations and control. In this thesis, performance of Model Predictive Control (MPC) in a networked control setting is investigated experimentally. Experimental setup used in this work is a quadruple tank system which is developed for examining difficulties of controlling multi-input-multi- output (MIMO) systems. Water levels of the lower two tanks are controlled by a networked MPC controller where level measurement are sent over a wireless network based on the IEEE 802.15.4 protocol. MPC controller performance is evaluated under the restrictions such as network induced time delays and packet drops. System simulations are performed by using MATLAB / Simulink program.