Parameter optimized controller design basrd on frequency domain identification

Abstract

ÖZET FREKANS KÜMESİ TANIMLAMASI YOLUYLA EN IYI PARAMETRELİ KONTROL SİSTEMİ TASARIMI Hakan Köroğlu Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Yüksek Lisans Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Ömer Morgül Eylül 1995 Son zamanlarda, tanımlama ve kontrol etme işlemlerini birbirlerini destekleyici mahiyette biraraya getiren ardışık tasarım metodolojilerinin geliştirilmesi yönünde büyük bir eğilim oluşmuştur. Bu tezde, tanınmayan sistemler için, en iyi parametreli kontrol sistemlerinin, ardışık olarak ve çalışma esnasında tasarımı amacıyla, parametreye dayalı olmayan frekans kümesi tanımlama yöntemleri kullanılarak böyle bir algoritma geliştirilmiştir. Kontrol tasarımı, iki kontrol edicili bir kontrol sistemi ile DKG (Doğrusal Kuadratik Gausiyen) bedel kriterinin en düşük değerinin elde edilmesini hedeflemektedir. Bu da, birinci kontrol edicinin belli bir tarzdaki parametre bağımlılığı için elde edilen bir optimalite bağıtısımn, frekans kümesi transfer fonksiyonu tahminleri kullanılarak sağlanması ve bunun bir sayısal optimizasyon algoritmasıyla beraber uygulanması yoluyla gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, birinci kontrol edicinin, referans sinyalindeki frekans sayısının iki katı kadar ya da daha fazla uzunlukta bir SDC (sonlu dürtü cevaplı) süzgeç olması durumunda, kararlı olarak tasarlanan kontrol sisteminin ikinci kontrol ediciden bağımsız olarak optimal olduğu gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler : Sistem tanımlaması, uyarlamak kontrol, en iyi parame treli kontrol ediciler, DKG (Doğrusal Kuadratik Gausiyen) bedel kriteri. iv

ABSTRACT PARAMETER OPTIMIZED CONTROLLER DESIGN BASED ON FREQUENCY DOMAIN IDENTIFICATION Hakan Köroğlu M.S. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Ömer Morgül September 1995 Recently, there has been a great tendency towards the development of itera tive design methodologies combining identification with control in a mutually supportive fashion. In this thesis, we develop such an algorithm utilizing non- parametric frequency domain identification methods in order to realize the online iterative design of parameter optimized controllers for a system of un known dynamics. The control design is based on the minimization of LQG (Linear Quadratic Gaussian) cost criterion with a two-degree of freedom con trol system. This is achieved by the approximation of an optimality relation, which is derived for a particular parametrization of one of the controllers, us ing the frequency domain transfer function estimates and application of this together with a numerical optimization algorithm. It is shown that, if the first controller is a FIR filter of length greater than or equal to two times the num ber of frequencies present in the reference input, the designed control system is optimal independent of the stabilizing second controller. Keywords : System identification, adaptive control, parameter optimized con trollers, LQG (Linear Quadratic Gaussian) cost. in