Kayan kipli kontrol tekniklerinin teorik ve deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Kayan kipli kontrol, dış bozucular ve sistem modelindeki belirsizliklere rağmen istenilen dinamik davranışı sağlayabilen gürbüz bir kontrol yöntemidir. Son yıllarda, kayan kipli kontrol yöntemi uygulama basitliği ve gürbüzlüğünden dolayı gözde hale gelmiş, çok sayıda kayan kipli kontrol tekniği geliştirilmiştir. Ancak, bu kontrol tekniklerinin çeşitli gerçek sistemler üzerinde aynı anda uygulandığı kapsamlı bir çalışma bulunmadığı görülmüştür. Bu çalışmada, dünyada en çok kullanılan kayan kipli kontrol teknikleri çeşitli gerçek sistemler üzerinde teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla, tek giriş tek çıkışlı doğru akım motoru tahrikli doğrusal bilyalı kızak sistemi, doğrusal olmayan basit ters sarkaç, tek giriş çok çıkışlı dolaylı tahrikli doğrusal olmayan arabalı ters sarkaç sistemi olmak üzere üç farklı gerçek sistem kullanılmıştır. Bu sistemlerin kontrolleri, hem teorik hem de deneysel olarak tatmin edici düzeyde gerçekleştirilmiş, elde edilen çok sayıda simülasyon ve deney sonuçları değerlendirilerek karşılaştırmalar yapılmış, çeşitli sonuçlar çıkarılmış, ileriye dönük çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.

Sliding mode control is a robust control technique being able to provide a desired dynamic behaviour in spite of uncertainties in system model and disturbances. In recent years, because of simplicity and robustness, sliding mode control has become popular and various sliding mode control techniques have been developed. However, It is not shown that a comprehensive study dealing with the application of these control techniques on various real systems at a time does not exist. In this study, worldwide commonly used sliding mode control techniques were investigated theoretically and experimentally applying on various real systems. For this purpose, three different types of real systems were used, such as a single input single output direct current motor driven linear recirculating ball bearing system, a nonlinear simple inverted pendulum and a single input multiple output underactuated nonlinear cart inverted pendulum. Control of the systems with various control techniques were implemented satisfactorily both theoretically and experimentally, obtained simulation and experimental results were compared with each other, various inferences were made, and recommendations were presented for further studies.