Search

Bu tez çalışması, iki serbestlik dereceli beş uzuvlu düzlemsel paralel bir manipülatörün iki farklı şekilde dengelenmesi ile ilgidir. İlk olarak, bu manipülatör için en büyük yörünge ve çalışma sırasındaki maksimum hız ve ivme değerleri belirlenmiştir. Bu istenen kinematik özelliklerle bu manipülatörün sarsma kuvvetini ve sarsma momentini en aza indirgeyecek şekilde bir optimizasyon problemi oluşturulmuştur. Optimizasyonda, yörüngenin çalışma uzayı içinde kalması ve kütle dengelenmesi kısıt fonksiyonları şeklinde uygulanmıştır. Manipülatörün tüm uzuv özellikleri tasarım değişkenleri olarak tanımlanmış ve elde edilen optimum tasarım parametreleri ile sarsma kuvveti ve momentinin önemli bir ölçüde azaltmanın mümkün olduğu gösterilmiştir. Burada yapılan yörünge planlamasına göre manipülatör ve motorlardan meydana gelen sistem için pozisyon kontrolü PID algortimasıyla yapılmıştır. PID kontrolör kat sayılarının bulunmasında da yapısal tasarımdaki gibi optimizasyondan yararlanılmış ve üç farklı popülasyon tabanlı optimizasyon tekniği uygulanmıştır: Genetik Algoritma (GA), Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (PSO) ve Diferansiyel Evrim (DE). Bu çalışmada, PSO yöntemiyle sarsma kuvvetinde %96 ve sarsma momentinde %46 oranında iyileşme elde edilmiştir. PID kontrolör katsayılarının GA metoduyla uygulanmasıyla toplam mutlak pozisyon hatasının birinci motorda %0.039 ve ikinci motorda %0.043 indirilerek en iyi yörünge takibi yaptığı görülmüştür. Ayrıca hesaplamalarda aynı sayıda iterasyon kullanılarak optimizasyon yöntemlerinin performansları karşılaştırılmış ve bu iki problemde farklı optimizasyon yöntemlerinin daha iyi sonuç verdiği tespit edilmiştir. İkinci olarak bu manipülatöre tam dengeleme yapılmıştır. Bu dengeleme, yörüngeden bağımsız olarak kütle eklemek şeklindedir. Eklenen kütlelerden dolayı motor tork ihtiyaçlarında birinci motor için 5,12 kat ve ikinci motor için 5,25 kat artış olmuştur. Bu çalışmanın sonuçları, beş uzuvlu düzlemsel paralel manipülatörün çalışacağı ortama göre dengelenme şeklini belirlenmek, yapısal tasarım ve PID kontrolör dizaynı yapmak isteyen bir imalatçı için büyük önem taşımaktadır. This thesis is about two ways of balancing a planar parallel manipulator with five-bar with two degrees of freedom. First, the maximum trajectory and the maximum speed and acceleration values during the operation were determined for this manipulator. With these desired kinematic properties, an optimization problem has been created to minimize this manipulator's shaking force and moment. The trajectory positioning in the workspace and mass balancing are applied in the optimization process with constraint functions. All link properties of the manipulator were defined as design variables, and it was shown that it was possible to significantly reduce the shaking force and moment with the optimum design parameters obtained. According to the trajectory planning, PID position control was made for the system consisting of manipulators and motors. As in the structural design, optimization was used to find the PID controller coefficients, and three different population-based optimization techniques were applied: Genetic Algorithm (GA), Particle Swarm Optimization (PSO), and Differential Evolution (DE). In this study, a 96% improvement in shaking force and a 46% improvement in shaking moment were obtained with the PSO method. By applying the PID controller coefficients with the GA method, it was observed that the total absolute position error was reduced by 0.039% in the first motor and 0.043% in the second motor, resulting in the best trajectory tracking. In addition, the performances of the optimization methods were compared by using the same number of iterations in the calculations, and it was determined that different optimization methods gave better results in these two problems. Secondly, this manipulator has been fully balanced. This balancing is in the form of adding mass and occurs independently of the trajectory. Due to their added mass, the torque requirements increased by 5.12 times for the first motor and 5.25 times for the second motor. The results of this study are of great importance for a manufacturer who wants to determine how the five-bar planar parallel manipulator is balanced according to the environment in which it will operate to make structural design and PID controller design.

Yüksek Lisans Tezi, Günümüz teknoloji çağında robot kolları hayatımızın her alanında etkin rol almaktadır. Gelişen endüstri ile birlikte robot kollarının önemi her geçen gün artmaktadır. Robot kollarının çalışmasındaki en zor kısımlardan biri kontrolüdür. Robot kolunu istenilen şekilde hareket yapması istenirse kontrolü büyük önem göstermektedir. Bu tez çalışması kapsamında, mikro denetleyici ile iki uzuvlu bir robot kolunun optimize edilmiş oransal integral türevsel denetleyici (PID) ile kontrol optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. İki uzuvlu bir robot kolunun kontrolü için gerekli olan kinematik işlemler Arduino Matlab Destek Paketi (support Package for Arduino) kullanılarak geliştirilmiştir. Bu çalışmada doğru akım (DA) fırçalı bir motor için transfer fonksiyonu motor veri sayfasında verilen değerler kullanılmıştır. Kontrol sistemi için geri bildirim alan etkili enkoder sayesinde elde edilmiştir. İki uzuvlu robot kolunu oluşturan her bir eksendeki motor için ayrı ayrı konum kontrolü gerçekleştirilmiştir. Her bir motor için gerçekleştirilen konum kontrolünde parçacık sürü, yapay arı koloni ve kaos oyun optimizasyon algoritmaları ile kontrolcü parametreleri tespit edilmiştir ve robot kolu üzerinde belirlenen referans konum değeri ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bu tez çalışmasında konum kontrolünden sonra belirlenen referans şekil olarak belirlenen kare ve daire yörüngesi takibi iki uzuvlu robot kolu ile gerçekleştirilmiştir. Kare ve daire yörünge için tasarlanan PID kontrolcünün parametreleri yine parçacık sürü, yapay arı koloni ve kaos oyun optimizasyon algoritmaları ile elde edilmiştir. Her bir optimizasyon algoritması sonucu elde edilen PID parametreleri ile kare ve daire yörüngelerinin gerçekleştirilmesi gerçek zamanlı olarak yapılmış ve başarılı sonuç elde edilmiştir. Her bir yörünge için yapılan üç adet meta sezgisel optimizasyon algoritması sonucu yörünge takibi ve elde edilen kontrolcü parametreleri kontrolcü üzerinde gerçekleştirilerek optimizasyon algoritmaları karşılaştırılmıştır., In today's technology age, robot arms play an active role in every aspect of our lives. With the developing industry, the importance of robot arms is increasing day by day. One of the most difficult parts in the operation of robot arms is its control. If the robot arm is desired to move as desired, its control is of great importance. Within the scope of this thesis, it is thought that a two-limb robot arm can be controlled with an optimized proportional integral derivative controller (PID) with a microcontroller. The kinematic operations required for the control of a two-legged robot arm are logically programmed with the Matlab support Package for Arduino. In this study, the transfer function for a DC brushed motor was found by the values determined in the catalog section. The feedback for the control system is obtained thanks to the field-effect encoder. Separate position control was carried out for the motor on each axis forming the two-legged robot arm. In the position control performed for each motor, particle swarm, artificial bee colony, chaos game optimization algorithms and controller parameters were determined and the results obtained with the reference position value determined on the robot arm were compared. In this thesis, the reference square trajectory and the circular trajectory determined after the position control were performed with a two-legged robot arm. The parameters of the PID controller designed for square and circle orbits are again obtained with particle swarm, artificial bee colony, chaos game optimization algorithms. With the PID parameters found as a result of each optimization algorithm, the robot arm is directed in the direction of the determined square and circle and the results are obtained in real time. As a result of three metaheuristic optimization algorithms for each trajectory, trajectory tracking and the obtained controller parameters were performed on the controller and the optimization algorithms were compared.

DA motor endüstride ve günlük yaşantıda en çok kullanılan elektrik motorlarındandır. Bu tip motorların hız ve konum kontrolü özellikle hassas üretim, güvenli haraket sağlanması ve verimlilik bakımından önem taşımaktadır. PID, DA motor kontrolünde en sık kullanılan kontrol yöntemlerinden birisidir. Bu çalışmada gerçek DA motor parametreleri üzerinden, Parçacık Sürü Optimizasyonu algoritması ve Ziegler-Nichols yöntemi kullanarak DA motor hız kontrolünde PID kontrolcü katsayıları belirlenmiş ve bu iki yöntemin karşılaştırması yapılmıştır. Çalışmada çıkış sinyaline gürültü eklenmiş, gerçek sistem değerlerine yakın çıkış değerleri elde edilmiştir. Böylelikle test sonuçlarının gerçeğe daha yakın bulunması amaçlanmıştır., DC motor is one of the most used electric motors in industry and daily life. The speed and position control of this type of motor is especially important in terms of precision production, safe movement and efficiency. PID is one of the most commonly used control methods in DC motor control. In this study, PID controller coefficients were determined in DC motor speed control by using Particle Swarm Optimization algorithm and Ziegler-Nichols method over real DC motor parameters and these two methods were compared. In the study, noise was added to the output signal, and output values close to the real system values were obtained. Thus, it was possible to obtain test results that can approximately represent real conditions.

Yüksek Lisans Tezi, Taşımacılık alanında otobüslerin, kamyonların ve treylerlerin önemli bir rol oynadığı bilinmektedir. Bununla birlikte kamyonlar ve treylerler dünyadaki CO2 emisyonlarının artmasına büyük oranda etkilemektedir. Yeni elektrik araçların üretilmesinin yanında mevcut araçların elektriksel dönüşümü konusunda çalışmalar ilerlerken yakıt tüketimini etkileyen treylerler üzerinde çalışmaların yapılmaya başlandıgı görülmektedir. Gerek ağır yük araçların ayrılmaz bir parçası olan treylerlerin ve çekiciler olsun ve gerek günlük hayatta kullanılan karavan ve küçük treyler olsun yakıt/enerji tüketimine etkisini azaltmak için elektrikli treyler ve çekicilerin elektriksel dönüşümü yenilikçi değişim için büyük bir potansiyel avantaj vaat etmektedir. Elektrikli treyler ve çekiciler sadece var olan batarya gücünü kullanmamakta aynı zamanda hibrit sistemler ile rejeneratif olarak eş zamanlı elektrik üretimide sağlamaktadır. Bu da tercih edilme potansiyelini arttırmaktadır. Böylece frenleme ve yavaşlama sırasında kazanılan güç bataryalarda depolanarak yokuş tırmanış zamanında tersinde kullanılarak çekiş gücü elde edilmektedir. Bu sayede elde edilen çekiş gücü ile çekici aracın yakıt tüketimi azaltılarak tasarruf sağlanmaktadır. Bu tez çalışmasının temel amacı, elektrik tahrikli bir karavan treylerin itki kontrol sisteminin tasarımının geliştirilmesidir. Bu elektrik tahrikli karavan treyler hem düşük motor hacmine sahip küçük boyutlu taksiler ve elektrikli araçlarla kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Yukarıda bahsedilen iklim değişikliği, taşımacılıkta araç sayılarının giderek artması, fosil yakıtların tükenmesi, hava kirliliği ve elektrikli araçların artık öncelikli tercih edilebilir araçlar arasına alınması gibi sebeplerden dolayı treyler ve çekicilerinde elektrikli olarak talebi giderek artmaktadır. Elektrikli bir araca veya düşük motor hacimli bir araca bir römork veya bir karavan bağlamak, çok fazla yakıt tüketimine ve menzilin azalmasına neden olmaktadır. Treyler veya çekicilerde elektrik tahriki kullanmak öndeki çeken aracın kayıplarını telafi etmektedir. Bu tezi gerçekleştirmek amacı ile Crawler IZZ458 çekme tip olan karavan kullanılmıştır. IZZ458 üzerinde gerekli mekanik değişiklikler yapılarak HUB motorlar ve elektrik motor sürücüleri karavan üzerine montajı gerçekleştirilmiştir. Elektrikli karavan sistemini kontrol etmek amacı ile EKÜ montajı gerçekleştirilerek elektrik motor sürücüleri arasındaki elektriksel bağlantılar ve güç bağlantıları gerçekleştirilmiştir. Can ağı haberleşme protokolleri olan J1939 ve CanOpen sistemleri karavan boyunca fiziksel olarak kurulmuştur. Elektrikli karavan sisteminin doğru bir şekilde çalışabilmesi için çeşitli kontrol kartları ve sensörler sisteme entegre edilmiştir. Elektrikli itki sisteminin doğru bir şekil de çalışabilmesi için elektrikli karavan alt yapısının tamamlanmasından sonra sistemi kontrol etmek amacı ile çeki demiri üzerinde kuvvet kontrolü yapmak amaçlamıştır ve sisteme PID kontrol uygulanmıştır. PID kontrol uygulamasından çeşitli sebeplerden dolayı verim alınamamıştır. İkinci aşamada hız ve eğim kontrolü yapılarak Sugeno bulanık mantık algoritması kullanılarak itki sisteminin kontrolü gerçekleştirilmiştir, bunun için radyo frekansı haberleşmesi ile elektrikli karavan üzerindeki sensörlerden veri toplanmıştır ve Sugeno bulanık mantık kontrol algoritması da bulunan üyelik fonksiyonlarının sınırları belirlenmiştir. Deneysel olarak sistem sürekli izlenerek uzman kişi bakışı oluşturularak sistemde bulunan q, p, r katsayıları sürekli eğitilerek elektrikli karavan ve çekici araç uyumluluğu sağlanmıştır. İtki kontrol sisteminin aktif olması ile çekici araç yakıt tüketiminde, itki sisteminin kapalı olması durumuna karşı %50-%80 arasında yakıt tasarrufu sağlanmıştır. Toplanan veriler ve kullanıcı deneyimleri Sugeno bulanık mantık kontrol algoritmasının başarısını göstermektedir., It is known that buses, trucks and trailers play an important role in the field of transportation. However, trucks and trailers greatly contribute to the increase in CO2 emissions in the world. In addition to the production of new electric vehicles, it is seen that while studies on the electrical conversion of existing vehicles are progressing, studies on trailers that affect fuel consumption have begun. The electrical conversion of electric trailers and tow trucks promises a great potential advantage for innovative change, whether it is trailers and tow trucks that are an integral part of heavy-duty vehicles, as well as caravans and small trailers used in daily life, to reduce their impact on fuel/energy consumption. Electric trailers and tractor trucks not only use the existing battery power, but also provide simultaneous electricity generation regeneratively with hybrid systems. This increases the potential for preference. Thus, the power gained during braking and deceleration is stored in batteries, and traction power is obtained by using it in reverse during uphill climbs. Thanks to the traction power obtained in this way, the fuel consumption of the towing vehicle is reduced and savings are achieved. The main purpose of this thesis is to develop the design of the thrust control system of an electrically driven caravan trailer. This electric drive caravan trailer is designed for use with both small-sized taxis and electric vehicles with low engine power. Due to the reasons mentioned above, such as climate change, the increasing number of vehicles in transportation, the depletion of fossil fuels, air pollution, and the fact that electric vehicles are now among the preferred vehicles, the electric demand for trailers and tow trucks is increasing. Connecting a trailer or caravan to an electric vehicle or low-powered vehicle consumes too much fuel and reduces range. Using electric drive in trailers or tractors compensates for the losses of the towing vehicle in front. In order to realize this thesis, Crawler IZZ458 trailer type caravan was used. Necessary mechanical changes were made on the IZZ458 and HUB motors and electric motor drivers were mounted on the caravan. In order to control the electric caravan system, ECU assembly was performed and electrical connections and power connections between electric motor drivers were made. J1939 and CanOpen systems, which are CAN network communication protocols, are physically installed throughout the caravan. Various control cards and sensors are integrated into the system in order for the electric caravan system to work correctly. In order for the electric trust system to work correctly, after the completion of the electric car/van infrastructure, it was aimed to control the force on the drawbar to control the system and PID control was applied to the system. Due to various reasons, efficiency could not be obtained from the PID control application. In the second stage, the control of the propulsion system was carried out by using the Sugeno fuzzy logic algorithm by controlling the speed and slope. Experimentally, the system is constantly monitored and an elongated person view is created, and the q, p, r coefficients in the system are continuously trained to ensure compatibility with electric caravans and towing vehicles. With the active trust control system, fuel consumption of the towing vehicle is between 50%-80% in case the propulsion system is turned off. The collected data and user experiences show the success of the Sugeno fuzzy logic control algorithm.

Yüksek Lisans Tezi, Günümüzde Elektro Kıvılcım Biriktirme (ESD) sistemleri, otomotiv, tekstil, kimya, uzay, tıp, gıda ve askeri alanlardaki kullanımı giderek artmaktadır. Bununla birlikte ESD ile kaplama işlemleri manuel olarak yapılmakta ve bunun için el kuvveti kullanılmaktadır. Bu sebeple, kaplama sistemlerinin otomatik olarak yapılabilmesi için ileri teknoloji ekipmanlar ile donatılması ve çeşitli yardımcı sistemlerle birlikte kullanılmasının gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Bu ihtiyaçlara çözüm bulmak amacıyla bu tez çalışmasında paslanmaz çelik üzerinde Elektro Kıvılcım Biriktirme yöntemi ile otomatik kaplama yapabilmek için çok eksenli bir mekatronik sistem tasarımının uygulaması gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, bu sistem için iki farklı yardımcı tasarım belirlenmiş ve üretilmiştir. Bunlar; Z eksenindeki yaylı kaplama sistemi ve ağırlık denge kontrollü kuvvet ölçüm geri besleme sistemleridir. Geliştirilen sistemin katı modelleri tasarlanmış, tasarlanan modellerin üretimi gerçekleştirilmiş ve sisteme montajlanarak üç eksenli kaplama sistemi oluşturulmuştur. Bu sistemin kinematik analizleri yapılmış, X ve Y ekseni Mach3 kontrol kartı ve yazılımı ile kontrol edilmiştir. Z eksenindeki DC motor kontrolü ve yardımcı ağırlık ölçüm-denge sistemi için bir devre IV oluşturulmuş ve sistem kontrolü STM32F103 mikro denetleyicisi ile gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen üç eksenli sisteme HUYS (Kanada) şirketinden temin edilen ESD kaplama cihazı montajlanarak kaplama sistemi oluşturulmuştur. Geliştirilen sistemde AISI 304 paslanmaz çelik yüzeyine WC kaplaması gerçekleştirilmiştir. Paslanmaz çeliğin kaplanması sırasında bilgisayar kontrollü olarak 100 μF, 80V ve 80 Hz olarak belirlenen parametrede, P:50, I:.2, D:0,6 PID değerlerinde üç farklı kaplama deseninde otomatik kaplama işlemi gerçekleştirmiştir. Çalışma sonucunda ağırlık-denge analizleri, mikro ve makro yapı analizleri yapılmıştır. Çalışmalar sonucunda paslanmaz çelik yüzeylerin başarı ile istenilen 100 gram ağırlık kuvvet hassasiyetinde kaplandığı gözlemlenmiştir. Manuel kaplamaya göre sürekli zamanda daha fazla kaplama işleminin otomatik olarak yaptığı ve birim zamanda daha fazla verim sağlandığı sonucuna varılmıştır., Today, Electro Spark Deposition (ESD) systems are increasingly used in automotive, textile, chemistry, space, medicine, food and military fields. However, ESD coating processes are performed manually and hand force is used for this. For this reason, it is necessary to equip the coating systems with advanced technology equipment and to be used with various auxiliary systems in order to make the coating systems automatically. In this thesis, in order to find solutions to these needs, a multi-axis mechatronic system design has been applied in order to make automatic coating on stainless steel by Electro Spark Deposition method. In addition, two different auxiliary designs were determined and produced for this system. These; Spring coating system and weight balance-controlled force measurement feedback systems in the Z axis. Solid models of the developed system were designed, the designed models were produced and assembled to the system and a three-axis coating system was created. Kinematic analysis of this system was made, X and Y axis were controlled by Mach3 control card and software. A circuit was created for the DC motor control and auxiliary weight measurement-balance system in the Z axis and the system control was carried out with the STM32F103 VI microcontroller. The coating system was created by mounting the ESD coating device supplied from HUYS (Canada) to the developed triaxial system. In the developed system, WC coating was applied to the surface of AISI 304 stainless steel. During the coating of stainless steel, computer controlled automatic coating process was carried out in three different coating patterns at P: 50, I: .2, D: 0.6 PID values at the parameter determined as 100 μF, 80V and 80 Hz. At the end of the study, weight-balance analysis, micro and macro structure analysis were made. As a result of the studies, it has been observed that the stainless-steel surfaces are successfully coated with the desired 100-gram weight strength sensitivity. It is concluded that more coating processes are performed automatically in continuous time compared to manual coating and more efficiency is obtained per unit time.

This study is concerned with the active T-foil placed near the bow on the keel line of the fast ferry and two active trim tab controls placed at the stern to improve the maritime performance of a fast ferry, whilst improving the comfort and safety of passengers and crew. In the scope of the study, the vertical direction of the fast ferry under the random head waves, heave and pitch motions were taken into account. For the control of T-foil and trim Tabs, PID and LQR control methods were used. The purpose of these controllers is to reduce the acceleration of the heave and pitch motions of the fast ferry by changing the operating angles of the T-foil and trim tab wings. A random wave model was created using the Pierson-Moskowitz model, and simulations were done assuming that the fast ferry was subjected to random head waves. Finally, in order to see the effect of vertical acceleration on passengers, the rate of seasickness (MSI) change of the fast ferry in uncontrolled and controlled states was examined. Mathematical models of fast ferry, T-foil and trim tab and their simulations were carried out in MATLAB / Simulink environment. The simulation results show that T-foil and trim tab Active systems can effectively reduce vertical acceleration by improving heave and pitch motions., Bu çalışma, hızlı bir feribotun denizcilik performansını iyileştirmek, yolcu ile mürettebatın konfor ve güvenliğini artırmak için hızlı feribotun omurga hattında pruvaya yakın bir noktaya yerleştirilen hareketli T-foil ve kıç tarafına yerleştirilen iki adet hareketli trim tab kontrolü ile ilgilidir. Çalışma kapsamında baştan gelen düzensiz dalgaların etkisindeki hızlı feribotun düşey yönde yaptığı baş kıç vurma ve dalıp çıkma hareketleri dikkate alınmıştır. T-foil ve trim tabların kontrolü için ise PID ve LQR kontrol yöntemleri kullanılmıştır. Bu kontrolörlerin amacı, T-foil ve trim tab kanatlarının çalışma açılarının değiştirilmesiyle hızlı feribotun pozisyonunu kontrol ederek baş kıç vurma ve dalıp çıkma hareketlerinin ivmelenmesini azaltmaktır. Pierson-Moskowitz modelinden yararlanılarak düzensiz bir dalga modeli oluşturulmuş ve çalışmalar hızlı feribotun baştan gelen düzensiz dalgalara maruz kaldığı varsayılarak yapılmıştır. Son olarak düşey ivmelenmenin yolcular üzerindeki etkisini görebilmek için hızlı feribotun kontrolsüz ve kontrollü durumda deniz tutması oranı (MSI) değişimi incelenmiştir. Hızlı feribotun, T-foilin ve trim tabın matematiksel modelleri MATLAB / Simulink ortamında elde edilerek simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları, T-foil ve trim tab aktif sistemlerinin baş kıç vurma ve dalıp çıkma hareketlerini iyileştirerek düşey ivmelenmeyi etkili bir şekilde azaltabildiğini göstermektedir.

Bu çalışmada, gerçek zamanlı DC motor hız kontrolü gerçekleştirilmiştir. Kontrolör olarak PI (Proportional Integral) kullanılmıştır. PI parametreleri için sistemin gecikmesi ve zaman sabiti bulunarak gerçek zamanlı olarak hesaplanmaktadır. Kontrolör olarak 314-IFM PLC, data toplama için ET200B ve EM235 analog modüller ve haberleşme için CP342-5 ve EM277 PROFIBUS modül kullanılmıştır. Motor hız bilgisini geri besleme olarak kullanmak için de takometre kullanılmıştır. ET200B analog modül ile kontrol işareti DC motora uygulanmış, sistemin verdiği açık çevrim cevabı EM235 analog modül ile takometreden okunarak sistemin zaman gecikmesi ve zaman sabiti bulunmuştur. Bu okunan değerlerden sistemin PI katsayıları hesaplanmıştır. Bu katsayılar kullanılarak sistemin kapalı çevrim PI kontrolü gerçeklenmiştir.

Antenler, elektromanyetik dalgalardan istifade ederek uzun mesafeler arasındaki veri iletişimini sağlayan sistem elemanlarıdır. Günümüzde sivil ve askeri uygulama alanlarında, özellikle haberleşme ve radar sistemlerinde antenler yaygın olarak kullanılmaktadır. Hassasiyet ve takip doğruluğunun önemli olduğu bu çalışmalarda anten birimini yanca ve yükseliş eksenlerinde istenilen hedefe yönlendiren servo kontrol sistemleri kullanılır. Doğru akım motoru, hız ve konum denetimi gerektiren servo sistem uygulamalarında önemli bir tahrik unsurudur. Başarılı performans sunması, yüksek verimlilik sağlaması ve kolay bir şekilde kontrol altında tutulabilmeleri sayesinde pek çok uygulamada çeşitli amaçlar doğrultusunda doğru akım motorlarından faydalanılmaktadır. Pratik uygulamalarda sistemler gürültü ve titreşim gibi çeşitli bozucu etkenlere maruz kalabilmektedir. Yine benzer etkenlerden dolayı sistem birimlerinde yer alan parametreler zamanla değişebilir veya tam olarak bilinmeyen parametrelerle modelleme yapılması sebebiyle sistemde belirsizlikler oluşabilmektedir. Hassasiyeti ve takip doğruluğunu olumsuz yönde etkileyen bu gibi etmenler sebebiyle servo sistemlerde kullanılan denetim yönteminin iyi seçilmesi gerekir. Bu kapsamda, kullanılan denetim yöntemlerinin daha hızlı tepki gösterme, bozuculara ve belirsizliklere karşı dayanıklı olmak gibi davranış sergilemeleri istenir. Bu çalışmada, matematiksel modeli çıkarılan anten servo sistemi için sistemin çıkışı olan konumu kontrol etmek amacıyla geleneksel bir kontrol türü olan PID, dayanıklı doğrusal olmayan bir kontrol türü olan kayan kipli kontrol ve bir optimal kontrol türü olan doğrusal karesel Gaussian (LQG) yöntemleri ile kontrolcü tasarımı yapılmış, tasarlanan kontrolcülerin MATLAB/Simulink uygulaması kullanılanarak benzetim ortamında uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Benzer uygulamalar pratikte karşılaşılabilecek bozucu ve belirsizlik içeren benzetim ortamlarında da yapılarak kontrolcülerin gürbüzlüğü değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar çeşitli performans analiz yöntemlerinden yararlanılarak incelenmiştir. Tasarlanan kontrolcülerden elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında, anten servo sisteminde kullanılabilecek en uygun kontrol yöntemi kayan kipli kontrolcü olarak belirlenmiştir., Antennas are system elements that make use of electromagnetic waves and provide data communication between long distances. At the present time, antennas which are widely used in civil and military applications, especially in communication and radar systems. Servo control systems that direct the antenna unit in azimuth and elevation axes are used in these studies where sensitivity and tracking accuracy are important. Direct current motor is an important drive element in servo system applications that require speed and position control. Thanks to their successful performance, high efficiency and ease of control, direct current motors are used in many applications for various purposes. In practical applications, systems can be exposed to various disturbances such as noise and vibration. Again, due to similar factors, parameters may change over time in system units, or uncertainties may occur in the system due to modeling with unknown parameters. For this reason, the control method that is used in servo systems that require precision should be chosen well. In this context, it is required that the control methods behave quick response, robust against disturbances and uncertainties. In this study, controller design has been made with PID, which is a traditional control type, with sliding mode control, which is a nonlinear control type and with linear quadratic Gaussian (LQG), which is an optimal control type for position output of the antenna servo system whose mathematical model has been determined. The designed controllers have been implemented in simulation environment by using MATLAB/Simulink application. Similar applications have been carried out in simulation environments, which can be encountered in practice, which are disturbance and uncertainty, with results the robustness of the controllers have been evaluated. The results that are obtained after simulations have been analyzed by using various performance analyses methods. After comparing the results of designed controllers, the most appropriate control method that can be used in the antenna servo system has been determined as sliding mode controller.

Bu çalışmada PID kontrol ve basit bir düzenek kullanılarak bir doğru akım (DA) motorun hız kontrolü, gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilmiştir. LabVIEW yazılımı kullanılarak sistemi gerçek zamanlı olarak çalıştıran ayrık bir PID kontrol sistemi oluşturulmuştur. Sistemin donanımı, bir veri toplama (DAQ) kartı, enkodere sahip bir DA motor ve bir sürücü devre ünitesinden oluşmaktadır. PID parametreleri başlangıçta Ziegler-Nichols yöntemiyle çalışan LabVIEW PID Autotuning VI uygulaması kullanılarak belirlendi. Sistemin gerçek zamanlı olarak stabil bir şekilde çalışması için, elde edilen kazanç parametreleri manuel bir yaklaşım uygulanarak daha iyi hale getirildi. Önceki çalışmalar incelendiğinde gerçek zamanlı olarak yapılan DA motor hız kontrolü uygulamalarında, deney düzeneklerinin sistemi karmaşık hale getiren elemanlar içeren yapıda olduğu gözlendi. Karmaşıklık sorununun üstesinden gelmek için, kullanılan fiziksel elemanların işlevlerini yerine getirebilecek kodları içeren yazılım, LabVIEW programı kullanılarak oluşturuldu. Oluşturulan algoritma, National Instruments’ın DAQ kartı ile iletişime geçmesi için senkronize edildi. Bu DAQ kartı hem gerçek hız bilgisini gerçek zamanlı olarak motora entegre olan enkoderden elde etmek hem de kontrol sinyallerini sürücü devre ünitesine göndermek için kullanıldı. Bu yaklaşımla, sisteme verilen değişken girdilere iyi cevap veren gerçek zamanlı kontrol edilen bir sistem elde edildi. Sonuçlar incelendiğinde, iyi bir basamak cevabı olan, %0.34’lük çok düşük bir yüzdelik üstaşıma, 3.5 s’lik yükselme süresine, 6.1 s’lik oturma süresine sahip ve farklı referans hız değerleri arasında yumuşak geçiş yapan bir sistem oluşturuldu., In this study, a robust real-time PID controlled mechanism was developed to regulate the speed of a DC motor in real-time using a simple setup. A discrete PID control scheme that operates the system in real-time was created using LabVIEW software. A data acquisition (DAQ) card and a driver unit along with a DC motor that has an encoder was used to form the hardware of the system. PID parameters were initially obtained using LabVIEW PID Autotuning VI, which is based on Ziegler-Nichols method. A manual approach was implemented to obtain better gain parameters in order to form a stable real-time operated system. Previous studies indicate that real time control is done by using more complicated setups which include components that make the system complex. To overcome the complexity issue, LabVIEW software was used to eliminate most of the required components and create all necessary functions. The created algorithm was synchronized to communicate a National Instruments’ DAQ card and this device was both used to obtain the actual speed in real-time from an attached encoder and to send control signals to the driver unit. A real-time controlled system presenting good response to dynamic inputs was achieved through this approach. The results showed a very good step response, almost no overshoot (0.34 %), very decent rise time (3.5 s) and settling time (6.1 s) along with good transition behavior from one set point to another in real-time.

PID tip denetleyiciler modern kontrolde son yıllarda yaşanan büyük gelişmelere rağmen endüstriyel uygulamalarda hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Kontrol sistemlerinin iyi bir kapalı çevrim cevabı sergileyebilmesi için denetleyicilerin ayar parametrelerinin uygun seçilmesi gerekir. Denetleyici ayar parametrelerinin belirlenmesinde literatürde kullanılan çok farklı yöntemler bulunmaktadır. İntegral performans kriteri PI/PID denetleyicilerin ayar parametrelerinin hesaplanmasında kullanılan ve kabul görmüş yaygın yöntemlerden biridir. Literatürde, integral performans kriteri farklı süreçlerin denetiminde kullanılan PID tip denetleyicilerin ayar parametrelerinin hesaplanmasında kullanılmıştır. Ancak, ters cevaplı süreçlerin denetiminde çok fazla kullanılmamıştır. Bu çalışmada, ters cevaplı kararlı zaman gecikmeli ve ters cevaplı integratörlü zaman gecikmeli süreçlerin denetiminde kullanılacak PI ve/veya PID denetleyiciler için optimum ayar parametrelerinin hesaplanmasına olanak veren bağıntılar türetilmiştir. Bunun için, söz konusu süreçler için düşük dereceli transfer fonksiyonu modelleri varsayılmıştır. Daha sonra normalize edilmiş süreç ve denetleyici transfer fonksiyonları kapalı çevrim hata fonksiyonunda yerleştirilmiş ve farklı T0 / T (normalize edilmiş sıfır) değerleri ve değişen  / T (normalize edilmiş zaman gecikmesi) değerleri için ISTE, IST2E and IST3E kriterleri cinsinden kapalı çevrim sistemin hatasını minimum yapan ayar parametreleri belirlenmiştir. Böylece, süreç transfer fonksiyonu ile denetleyici transfer fonksiyonu parametreleri normalize edilmiş zaman gecikmesi ve normalize edilmiş sıfır arasındaki ilişkiyi veren grafikler elde edilmiştir. Bu grafiklere eğri uydurma yaklaşımının uygulanması ile PI/PID denetleyicinin optimum ayar parametrelerinin hesaplanmasına olanak veren analitik bağıntılar türetilmiştir. Elde edilen bağıntıların, ters cevaplı kararlı zaman gecikmeli ve ters cevaplı integratörlü zaman gecikmeli sistemlerin denetiminde performansı görmek için benzetim sonuçları verilmiştir. Ayrıca, bu süreçler için literatürde önerilmiş olan denetleyici tasarım metotları ile karşılaştırmalar verilmiştir. Ters cevaplı kararlı zaman gecikmeli ve ters cevaplı integratörlü zaman gecikmeli süreçler için uygun modellerin elde edilebilmesi durumunda, bu çalışmada önerilen tasarım yöntemlerinin literatürde yapılan çalışmalardan daha iyi performans sağladığı gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Ters cevap, Zaman gecikmesi, PI kontrol, PID kontrol, Optimizasyon, Denetleyici tasarımı, İntegral performans kriteri, Kararlı süreç, İntegratörlü süreç. PID type controllers are still extensively being used in industrial applications despite improvements in modern control in recent years. For a control system to result in satisfactory closed loop responses, tuning parameters of controllers must be determined appropriately. There are many methods in the literature to calculate setting parameters of the controller. Integral performance criterion is one of the well-known methods and has been accepted widely to determine tuning parameters of PI/PID controllers. Integral performance criteria have been used to find setting of a PID controller to control different type of processes. However, it has been used very little in the control of inverse response processes. In this study, analytical expressions have been derived to calculate optimum tuning parameters of a PI and/or PID controller to control stable processes with inverse response plus dead time and integrating processes with inverse response plus dead time. For this purpose, low order processes transfer functions have been assumed. Later, normalized process and controller transfer functions have been used in the error function of the closed loop system and repeated optimizations, in the sense of ISTE, IST2E and IST3E criterion, have carried out to find tuning parameters that minimize the error function. So, plots that give the relation between the parameters of the process and the controller and normalized dead time and normalized zero have been obtained. By applying curve fitting approach to those plots, analytic expressions which lead to determine optimum tuning parameters of a PI/PID controller have been derived. In order to show the use of obtained expressions in the control of stable processes with inverse response plus dead time and integrating processes with inverse response plus dead time, simulation results have been supplied. In addition, comparisons with design methods existing in the literature and suggested for the control of inverse response processes have been given. If appropriate models for stable processes with inverse response plus dead time and integrating processes with inverse response plus dead time can be obtained, it has been shown that the design methods proposed in this thesis can result in better closed loop performances than design methods given in the literature. Keywords: Inverse response, Time delay, PI control, PID control, Optimization, Controller design, Integral performance criterion, Stable process, Integrating process

Lisansüstü tezlerin elektronik ortamda toplanması, düzenlenmesi ve erişime açılması konusuna ilişkin yök'ün 18.06.2018 tarihli yönergesine istinaden artık bu tarihten sonra gizlilik şartı aranmayan bütün tezler erişime açılacaktır. PID tip denetleyiciler modern kontrolde son yıllarda yaşanan büyük gelişmelere rağmen endüstriyel uygulamalarda hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Kontrol sistemlerinin iyi bir kapalı çevrim cevabı sergileyebilmesi için denetleyicilerin ayar parametrelerinin uygun seçilmesi gerekir. Denetleyici ayar parametrelerinin belirlenmesinde literatürde kullanılan çok farklı yöntemler bulunmaktadır. İntegral performans kriteri PI/PID denetleyicilerin ayar parametrelerinin hesaplanmasında kullanılan ve kabul görmüş yaygın yöntemlerden biridir. Literatürde, integral performans kriteri farklı süreçlerin denetiminde kullanılan PID tip denetleyicilerin ayar parametrelerinin hesaplanmasında kullanılmıştır. Ancak, ters cevaplı süreçlerin denetiminde çok fazla kullanılmamıştır. Bu çalışmada, ters cevaplı kararlı zaman gecikmeli ve ters cevaplı integratörlü zaman gecikmeli süreçlerin denetiminde kullanılacak PI ve/veya PID denetleyiciler için optimum ayar parametrelerinin hesaplanmasına olanak veren bağıntılar türetilmiştir. Bunun için, söz konusu süreçler için düşük dereceli transfer fonksiyonu modelleri varsayılmıştır. Daha sonra normalize edilmiş süreç ve denetleyici transfer fonksiyonları kapalı çevrim hata fonksiyonunda yerleştirilmiş ve farklı T0 / T (normalize edilmiş sıfır) değerleri ve değişen  / T (normalize edilmiş zaman gecikmesi) değerleri için ISTE, IST2E and IST3E kriterleri cinsinden kapalı çevrim sistemin hatasını minimum yapan ayar parametreleri belirlenmiştir. Böylece, süreç transfer fonksiyonu ile denetleyici transfer fonksiyonu parametreleri normalize edilmiş zaman gecikmesi ve normalize edilmiş sıfır arasındaki ilişkiyi veren grafikler elde edilmiştir. Bu grafiklere eğri uydurma yaklaşımının uygulanması ile PI/PID denetleyicinin optimum ayar parametrelerinin hesaplanmasına olanak veren analitik bağıntılar türetilmiştir. Elde edilen bağıntıların, ters cevaplı kararlı zaman gecikmeli ve ters cevaplı integratörlü zaman gecikmeli sistemlerin denetiminde performansı görmek için benzetim sonuçları verilmiştir. Ayrıca, bu süreçler için literatürde önerilmiş olan denetleyici tasarım metotları ile karşılaştırmalar verilmiştir. Ters cevaplı kararlı zaman gecikmeli ve ters cevaplı integratörlü zaman gecikmeli süreçler için uygun modellerin elde edilebilmesi durumunda, bu çalışmada önerilen tasarım yöntemlerinin literatürde yapılan çalışmalardan daha iyi performans sağladığı gözlemlenmiştir. PID type controllers are still extensively being used in industrial applications despite improvements in modern control in recent years. For a control system to result in satisfactory closed loop responses, tuning parameters of controllers must be determined appropriately. There are many methods in the literature to calculate setting parameters of the controller. Integral performance criterion is one of the well-known methods and has been accepted widely to determine tuning parameters of PI/PID controllers. Integral performance criteria have been used to find setting of a PID controller to control different type of processes. However, it has been used very little in the control of inverse response processes. In this study, analytical expressions have been derived to calculate optimum tuning parameters of a PI and/or PID controller to control stable processes with inverse response plus dead time and integrating processes with inverse response plus dead time. For this purpose, low order processes transfer functions have been assumed. Later, normalized process and controller transfer functions have been used in the error function of the closed loop system and repeated optimizations, in the sense of ISTE, IST2E and IST3E criterion, have carried out to find tuning parameters that minimize the error function. So, plots that give the relation between the parameters of the process and the controller and normalized dead time and normalized zero have been obtained. By applying curve fitting approach to those plots, analytic expressions which lead to determine optimum tuning parameters of a PI/PID controller have been derived. In order to show the use of obtained expressions in the control of stable processes with inverse response plus dead time and integrating processes with inverse response plus dead time, simulation results have been supplied. In addition, comparisons with design methods existing in the literature and suggested for the control of inverse response processes have been given. If appropriate models for stable processes with inverse response plus dead time and integrating processes with inverse response plus dead time can be obtained, it has been shown that the design methods proposed in this thesis can result in better closed loop performances than design methods given in the literature.

The success of business management and functions largely depends on the correct functioning of the planning process in demand management and therefore the reduction of uncertainties in demand planning. In this thesis work; made propositions state that demand planning is a process just like, but an abstract one, physical industrial processes; that inputs and outputs of demand planning can be defined and measured as demand forecasts and actual sales respectively, and that accordingly, control systems used in physical industrial processes can also be used to reduce errors in demand planning. Starting from this point of view, the propositions are generalized, approach for improvement of time series forecasts via control theory applications have been asserted. Along with this approach, it has been hypothesized that time series forecast models can be abstracted and defined as black box just via the input and output relationship, and thus control systems can be integrated with forecast models. In order to verify the asserted approach; first, prediction methods in general, time series and statistical time series analysis have been mentioned and ARIMA models has been emphasized. Then, control theory, control loops and modelling of control systems have been referred and PID control has been discussed in detail. Later on, the relationship between control theory and time series forecasts were explained and PID controlled forecast model which is designed in line with the proposed approach were presented in detail. Finally, demand forecasting applications on demand and sales datasets consisting of nonstationary time series of different types were implemented via the use of PID controlled forecast model approach in conjunction with ARIMA models. Experimental findings obtained from the applications have been shown that PID controlled forecast models substantially reduced error rates on all applications, when PID controlled forecast models have been compared with lean forecast models in terms of forecasting errors. At the same time, it was resulted that lean forecast models with lower forecasting success were improved to a greater extent with control systems. By the experimental findings, all the propositions which were made about demand planning were supported and the black box hypothesis which was stated along with the proposed approach for forecasting models was confirmed. Thus, the inference have been made that time series forecasts can be improved via control theory applications, independently of the type of time series and the internal structure of forecast models. As the conclusion of this thesis; the approach for improvement of time series forecasts via control theory applications has been gained to the literature of forecasting as a novel methodological framework, and therewithal a brand new field of application for control theory and control systems has been introduced. İşletme Yöneti̇mi̇nde Planlama ve Kontrol, Planlama ve Kontrol, Talep Yöneti̇mi̇ni̇n Planlama ve Kontrole Etki̇si̇, Talep Planlamasında Kontrol Süreci̇, Zaman Seri̇si̇ Öngörü Yöntemleri̇, Öngörü Yöntemleri̇, Zaman Seri̇leri̇, Zaman Seri̇si̇ Anali̇zi̇, Kontrol Si̇stemleri̇, Kontrol Teori̇si̇, Kontrol Döngüleri̇, Kontrol Si̇stemleri̇ni̇n Modellenmesi̇, PID Kontrol, Kontrol Teori̇si̇ Uygulamaları ile Zaman Seri̇si̇ Öngörüleri̇ni̇n İyi̇leşti̇ri̇lmesi̇, Kontrol Teori̇si̇ ve Zaman Seri̇si̇ Öngörüleri̇ni̇n İli̇şki̇si̇, PID Kontrollü Zaman Seri̇si̇ Öngörü Modelleri̇, PID Kontrollü Öngörü Modelleri̇ ile Talep Tahmi̇ni̇ Uygulamaları İşletme yönetiminin ve fonksiyonlarının başarısı, büyük oranda talep yönetiminde planlama sürecinin doğru şekilde işlemesine ve dolayısıyla talep planlamasındaki belirsizliklerin azaltılmasına bağlıdır. Bu tez çalışmasında; talep planlamasının da fiziksel endüstriyel süreçler gibi ancak soyut bir süreç olduğu, girdilerinin talep öngörüleri ve çıktılarının gerçekleşen satışlar olarak tanımlanıp ölçülebileceği ve bunlara bağlı olarak fiziksel endüstriyel süreçlerinde kullanılmakta olan kontrol sistemlerinin, talep planlamasında hataların azaltılması amacıyla da kullanılabileceği önermeleri yapılmıştır. Buradan hareketle önermeler genellenerek; kontrol teorisi uygulamaları ile zaman serisi öngörülerinin iyileştirilmesi yaklaşımı öne sürülmüştür. Bu yaklaşımla birlikte, zaman serisi öngörü modellerinin soyutlaştırılarak yalnızca girdi ve çıktı ilişkisi üzerinden kara kutu olarak tanımlanabileceği ve bu sayede kontrol sistemlerinin öngörü modelleriyle birleştirilebileceği varsayımında bulunulmuştur. Öne sürülen yaklaşımın doğrulanması amacıyla; önce genel öngörü yöntemleri, zaman serileri ve istatistiksel zaman serisi analizinden bahsedilerek ARIMA modelleri üzerinde durulmuştur. Sonra, kontrol teorisi, kontrol döngüleri ve kontrol sistemlerinin modellenmesine değinilmiş ve PID kontrol detaylandırılarak anlatılmıştır. Daha sonra, kontrol teorisi ile zaman serisi öngörülerinin ilişkisi açıklanmış ve öne sürülen yaklaşım doğrultusunda tasarlanan PID kontrollü öngörü modeli detaylı olarak sunulmuştur. Son olarak, PID kontrollü öngörü modeli yaklaşımı ARIMA modelleri ile birlikte kullanılarak, durağan olmayan farklı tipteki zaman serilerinden oluşan talep ve satış verileri için talep tahmini uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Uygulamalardan elde edilen deneysel bulgular; PID kontrollü öngörü modelleri ile yalın öngörü modellerinin tahminleme hataları kıyaslandığında, PID kontrollü öngörü modellerinin tüm uygulamalarda hata oranlarını büyük ölçüde düşürdüğünü göstermiştir. Aynı zamanda, daha düşük tahminleme başarısı gösteren öngörü modellerinin kontrol sistemleri ile daha büyük oranda iyileştirildiği sonucuna ulaşılmıştır. Deneysel bulgular ile talep planlamasıyla ilgili yapılan tüm önermeler desteklenmiş, öne sürülen yaklaşımla birlikte öngörü modelleri için bulunulan kara kutu varsayımı doğrulanmıştır. Böylece, zaman serisi öngörülerinin kontrol teorisi uygulamaları ile zaman serilerinin tipinden ve öngörü modellerinin içyapısından bağımsız olarak, iyileştirilebildiği çıkarımına varılmıştır. Bu tez çalışmasının sonucunda; kontrol teorisi uygulamaları ile zaman serisi öngörülerinin iyileştirilmesi yaklaşımı yeni bir metodolojik çerçeve olarak öngörü literatürüne kazandırılmış ve aynı zamanda kontrol teorisi ve kontrol sistemleri için tümüyle yeni bir uygulama alanı sunulmuştur.

Kablosuz kontrol sistemlerinde, kontrol sinyallerin iletiminde oluşan zaman gecikmeleri sistemin kararlı bir cevap üretmesini zorlaştırır. Özellikle ileri hatta ve geribesleme hattında oluşan toplam gecikmelerin etkisi nedeniyle, kontrol edilen sistemde kararlılık problemleri oluşur. İnsansız hava araçlarında, uzay manipülatörlerinde ve insansı robotlar gibi elektromekanik sistemlerde bulunan servomotorların, uzaktan gönderilen kontrol sinyalleriyle gerçek zamanlı kontrolünde, gecikme zamanlarının etkisi oldukça önemlidir. İleri hatta bilgisayar yazılımlarının koşturulma süreleri, verilerin ara birimlerde depolanma süreleri, antenler üzerinden kablosuz gönderilme-alınma süreleri ve ilave donanımlar üzerinden geçerken oluşan gecikmeler kontrol sinyallerinin toplam gecikme zamanını oluşturmaktadır. Benzer şekilde geri besleme hattında da ölçülen konum/hız geribesleme sinyallerinin, ters yönde donanımlar üzerinden benzer işlemlerle geçerken oluşan toplam gecikmeler sözkonusudur. Bu makalede, PID ile kontrol edilen bir DC motorun her iki yönde de oluşan sabit zaman gecikmeleri için davranışı detaylı bir şekilde incelenecektir. Zaman gecikmelerinin sistem davranışı üzerindeki etkilerini inceledikten sonra, modele Smith kestiricisi ilave edilerek servomotorun cevabında oluşacak ve istenmeyen davranışların minimize edilmesi sağlanacaktır. İlave olarak, kontrol edilen sistemdeki bozucu etkilerin kestirilerek düzeltilmesi için yeni bir Smith algoritması modele ilave edilmiştir. Bozucu etkinin hesaba katıldığı ve katılmadığı durumlar için geliştirilen Smith kestiricilerin ayrı ayrı başarıları, PID kazanç değerleri optimize edilmiş bir kontrolcüyle sürülen düşük güçlü bir servomotor üzerinde benzetimlerle gösterilmiştir. The time delay imposed in the wireless control systems makes it difficult to guarantee stable response in many cases. Especially, delays in feedforward path combined with feedback path may result in some stability problems of the controlled system response. For the remote control of servomotors used on unmanned aerial or underwater vehicles, space manipulators and humanoid robots time delays has got great importance in real time remote control of those systems. The time delay in the feedforward path may be caused by computer control algorithm processing, buffering, transmitting process of control signals through antenna, receiving process of control signals through antenna on the vehicle and the complementary hardware processing. Similarly, on the feedback path, position feedback signal measured by encoder is transmitted in reverse order of the control signal with some delay time. In this paper, the PID control of a DC servomotor with constant time delays will be discussed in detail. After specifying the effects of the delays in the system, Smith predictor will be added to the model to minimize the undesired effects on the output response of the servomotor. For the wireless control of the servomotors actuating some mechanical systems, a modified Smith predictor is designed to drive the system efficiently to take care of the disturbance effects coming from the dynamics of the driven parts. The success of the calculated predictors together with the tuned PID controller and the controllable range for disturbance to controller signal ratio are shown on a low power DC servomotor by simulations.

Bugün endüstride Doğru Akım Motorlarıyaygın olarak kullanılmaktadır.Özellikle hız ve moment kontrolündebaşarılı uygulamalarla çokça karşılaşılmaktadır. Motor hız kontrolü için çeşitli yöntemler kullanılmakta. Bu çalışmada Matlab/Simulink yazılımı kullanılarak PID Kontrol ve Kesir Mertebeli Kayan Kipli Kontrol yöntemlerinin performansı karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonunda, değişken çalışma şartları altında, Kesir Mertebeli Kayan Kipli Kontrol metodunun PID Kontrole göre oldukça dayanıklı olduğu görülmüştür. Today, Direct Current Motors are widely used in the industry. Especially, it is frequently encountered in speed and torque control with successful applications. Various methods are used for motor speed control.In this study, the performance of PID Control and Fractional Order Sliding Mode Control methods were compared using Matlab / Simulink software. At the end of the study, under variable operating conditions, the Fractional Order Sliding Mode Control Method was found to be highly robust compared to the PID Control.

Bu çalışmada öncelikle esnek bir çubuğun piezoelektrik yama ile zorlanmış ve serbest titreşimi aktif kontrolcü tasarımı vasıtasıyla deneysel ve sayısal olarak azaltılması sunulmuştur. Burada deney düzeneğinin ve en önemlisi kontrolcü tasarımının etkin bir şekilde çalıştığının teyidi öncelikle ankastre alüminyum bir çubuk üzerinde deneysel ve sayısal olarak gösterilmiştir. Titreşimin hedeflenen seviyelerde kontrol altına alınabildiği anlaşıldıktan sonra modelleme tasarlanmış bir helikopter kabini plakası üzerinde denmiştir. Tekniğin laboratuarda uygulama aşamasında test düzeneğine deneysel verileri elde olan helikopter titreşim değerleri yüklenerek kabin titreşimleri kontrol altına alınması hedeflenmiştir. Bu çalışmada kabin titreşimlerinin azaltılmasıyla helikopter kabin gürültüsünün de kontrol altına alınması sağlanarak tezdeki uygulamalı araştırma kısmı tamamlanmış olmaktadır. Bu çalışma iki aşamadan meydana gelmektedir. İlk aşamada 400x35x1.7 mm ebatlarında akıllı bir alüminyum kirişe sayısal ve deneysel modal analizler uygulanmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda kirişin deneysel ve Sonlu Elemanlar Metodu (SEM) yardımıyla matematiksel modelleri elde edilerek, sistemin cevapları karşılaştırılmıştır. Daha sonra kontrolcü tasarımı çalışmaları yapılmıştır. PID, Pozitif Pozisyon Geri besleme (PPF) ve Bulanık Mantık Tabanlı Pozitif Pozisyon Geri besleme (BMTPPF) kontrolcü tasarımları uygulanmıştır. Burada sistemin deneysel ve teorik (SEM) kontrol cevapları incelenerek, sistem parametreleri iyileştirilmiştir. Böylelikle kabin gürültü kontrol çalışmasının ön prototip modeli elde edilmiştir. İkinci aşamada ise helikopter gövde kaportasını temsil eden dört tarafı ankastre olarak bağlanmış helikopter kabin paneli tasarlanmıştır. Kabin panelinin SEM yardımıyla matematiksel modeli elde edildikten sonra gerçek helikopter operasyonel testlerinden elde edilmiş titreşim verileri sistem zeminine tahrik olarak verilmiştir. Bu etkiye göre sistemin zorlanmış titreşimlerinin kontrolünün simülasyon çalışmaları yapılarak kabin gürültüsü bastırma modelleri elde edilmiştir., In this study, primarily, via an active controller design, reduction of forced and free vibration of a flexible beam with piezoelectric patch, both experimentally and numerically, was presented. To verify that test setup and, especially, the controller design function properly was demonstrated both experimentally and numerically on a fixed aluminum beam. After it comes out that vibration can be controlled at desired level, modeling was tested on a helicopter cabin plate. In the implementation phase, by loading the vibration data of a helicopter whose experimental data has known to test setup, it was aimed to control cabin vibrations. With this study, noise in helicopter cabin was damping by decreasing the vibration in cabin and applied search part of thesis was completed. This study is consisting of two stages. At first stage, experimental and numerical modal analysis were carried out an 400x35x1,7 mm sized smart aluminum beam and results were compared. Also, mathematical models, via Finite Element Method (FEM), and experimental models of beam were obtained and system responses were compared. Later on, controller design studies were performed. PID, Positive Position Feedback (PPF), Fuzzy Logic Based Positive Position Feedback (FLBPPF) controller designs were carried out. Experimental and theoretical (FEM) responses were examined and system parameters were optimized. Herewith, pre-prototype model of cabin noise control study was obtained. At the second phase, a helicopter cabin clamped from four edges was designed in order to represent helicopter body shell. After mathematical model of cabin was characterized via FEM, vibration data obtained from real helicopter operational tests was applied as a distortion. By making simulations of controlling of the forced vibrations according to this impact, cabin noise suppress models were obtained.

Bu tezde, TQ MA2000 robot manipülatörünün çalışma uzayı içerisindeki tanımlanmış nesneleri görüntü işleme yöntemi ile algılaması ve nesneleri bulunduğu konumdan alıp başka bir konuma taşıması işlemi gerçekleştirilmiştir. Kameradan alınan görüntüden görüntü işleme ile nesnelerin konumunun tespit edilmesi, robotun tespit edilen konumdaki nesneleri alabilmesi için eklemlerinin alması gereken açı değerlerinin ters kinematik analizi ile hesaplanması ve robotun tespit edilen konuma kontrollü hareketi işlemleri sırasıyla gerçekleştirilmiştir. Kamera, robotun tüm çalışma uzayını tepeden görecek şekilde yerleştirilmiştir. Görüntü işleme tekniklerinin uygulanmasında OpenCV kütüphaneleri kullanılmış ve yazılım Code∷Blocks geliştirme ortamında, C++ dilinde yazılmıştır. Robotun bilek kısmı, eklem kaçıklıklı ve artık yapılı olması nedeniyle kullanılmamış, ana eklemleri olan ilk üç eklem kullanılmıştır. Ters kinematik analizinde, analitik çözüm yöntemi tercih edilmiştir ve yazılımı görüntü işleme yazılımının devamına yazılmıştır. Robotun hareket kontrolü, L298 motor sürücü entegreli kartlar ve Arduino Mega 2560 mikrodenetleyicisi ile yapılmış, yazılımı Arduino IDE ortamında yazılmıştır. Robotun eklemlerinin alacağı açı değerleri Arduino'ya Code∷Blocks ortamından seri port üzerinden gelmektedir. Geliştirilen bu sistem, robotik ve görüntü işlemeye dayalı robot kontrol uygulamalarında eğitim amaçlı kullanılmaya elverişli durumdadır., In this thesis, detecting predefined objects in the workspace of TQ MA2000 robotic manipulator via image processing methods, and moving these objects from determined location to another location by the robot, was applied. Determining the location of objects using digital image processing techniques through the image captured by the camera, calculating the angle values of the robot's joints extracted from inverse kinematics analysis in order to take the objects into the determined location and motion control of the robot were performed respectively. The camera was positioned on the top sighting the entire workspace of the robot. OpenCV libraries were used for the implementation of image processing techniques and the software was developed in the Code∷Block development environment in C++ language. Robot wrist portion was not used due to redundant and the wrist offset, so the first three joints, which are the main joints, were used. Analytical solution technique was preferred in the inverse kinematics analysis and inverse kinematics analysis software is written subsequently. Motion control of robot was performed with L298 motor driver cards and Arduino Mega 2560 microcontroller, and software was developed in the Arduino IDE environment. Calculated angle values of robot's joints were sent to Arduino from the Code∷Block environment via serial port. This improved system is suitable for educational purposes in the robotics and robot control applications based on image processing.

Taşıt dinamiği alanındaki araştırmacıların en çok ilgisini çeken konuların başında araç sürüş konforunun ve sürüş güvenliğinin sağlanması gelmektedir. Bu çalışmada, karayolu taşıtlarının sürüş konforunun ve güvenliğinin iyileştirilmesi amacına yönelik olarak yol yüzeyindeki düzgünsüzlüklerin yol açtığı araç titreşimlerinin aktif kontrolü için lineer eyleyicilerin kullanıldığı bir yöntem sunulmuştur. Çeyrek araç modeli olarak ele alınan sisteme ait matematiksel model Newton yasaları ve Lagrange Hareket Denklemi kullanılarak elde edilmiştir. Sisteme ait transfer fonksiyonları ve durum-uzay modeli elde edildikten sonra sistemin frekans cevabı, kök yer eğrisi ve Routh dizisi elde edilerek sistemin kararlılığı irdelenmiştir. Taşıt titreşimlerinin aktif titreşim kontrolünde kullanmak üzere PID ve Yapay Sinir Ağı Tabanlı Bulanık Mantık Kontrol (YSABM) tabanlı iki farklı kontrolcü tasarlanmıştır. Matlab/Simulink ve ADAMS yazılımları kullanılarak yapılan simülasyonlarda tasarlanan kontrolcülerin performansı incelenmiştir. Tasarlanan kontrolcülerin farklı yol düzgünsüzlüğü fonksiyonları kullanılması durumundaki performansı, maksimum aşma, yerleşme zamanı, kalıcı durum hatası, yükselme zamanı gibi performans kriterlerinin sağlanma durumu esas alınarak karşılaştırılmış, tasarlanan kontrolcülerin kullanılabilirliği irdelenmiştir. Çalışma kapsamında, Matlab/Simulink ve ADAMS yazılımlarından elde edilen simülasyon sonuçları karşılaştırılarak bu yazılımların kullanılabilirliği de değerlendirilmiştir., Vehicle comfort and driving safety are interesting topics for researchers among many issues in vehicle dynamics area. In this study, a method for active vibration control of vehicle vibrations caused by road profile by utilizing a linear actuator in order to improve drive comfort and safety is proposed. The system is assumed as a 2 degrees of freedom quarter car suspension model. Equations of motion of the system are derived by utilizing Newton laws and Lagrange?s Equation of Motion. After obtaining transfer functions and state-space representation of the system, the stability of the system is investigated by obtaining frequency response and root locus plots and Routh array of the system. A PID and an Artificial Neural Network Based Fuzzy Logic (ANNFL) controllers are designed for active control of vehicle vibrations. Performance of the designed controllers were investigated by conducting simulations using Matlab/Simulink and ADAMS software. Performance of the designed controllers are determined and compared with each other by using six different road profile functions. by comparing the obtained simulation results usability of Matlab/Simulink and ADAMS software in active vibration control of a quarter vehicle model is also evaluated.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Aktif tendon kontrolünde diyagonal olarak binanın yüzlerine yerleştirilmiş öngerilmeli kabloların bağlandığı dinamik verenlerdeki kuvveti kontrol ederek yapısal titreşimleri sönümlemek mümkündür. Metot düzenli düzlem ve burulma düzensizliği bulunan uzay yapılar için önerilmiştir. Yapısal sistemlerin hareket denklemleri elde edilmiş ve bu denklemlerin blok diyagramı 20 ms zaman gecikmesi dikkate alınarak Matlab Simulink ile modellenmiştir. Yakın fay yer hareketleri doğrultu ve sıçrama titreşimleri gibi iki farklı darbe etkisi göstermektedir. Aktif kontrol sisteminin yakın fay yer hareketleri altındaki davranışını irdelemek için yapısal modeller darbe tipi titreşimler ilave edilmiş deprem kayıtları altında incelenmiştir. Ayrıca, sadece darbe tipi titreşimler altında da analizler yapılmıştır. Kontrol sinyali Orantı-İntegral-Türev (PID) tipi kontrolcüler ile elde edilmiştir ve kontrolcü parametreleri nümerik algoritma yardımıyla bulunmuştur. Aktif tendon kontrol sisteminin çeşitli yerleşim durumları incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, aktif tendon kontrol sistemi kullanımı ile yakın fay yer hareketlerinden kaynaklanan yapısal yerdeğiştirme ve dönmeler ciddi şekilde düşmüş ve çabuk bir şekilde sönümlenmiştir., In the active tendon control concept, it is possible to damp structural vibrations by controlling the force on diagonal prestressed tendons connected to actuators placed on sides of the structure. The method was proposed for regular plane and torsionally irregular space structures. Equations of motion of structural systems were obtained and the block diagrams of these equations were modelled with Matlab Simulink by considering 20 ms time delay. Near fault ground motions contain two different impulsive characters such as directivity effect and flint step. The structural models were numerically simulated under recorded ground motions superimposed with impulsive motions in order to examine the response of active control under near-fault effects. Also, the structures were analysed under impulsive motions. The control signals were obtained by PID (proportional–integral–derivative) type controllers and the parameters of the controllers were obtained by using a numerical algorithm. Different layout cases of active tendons were examined and compared. As a conclusion, structural displacements and rotations resulting from near-fault ground motions are seriously reduced and damped immediately by using active tendon control strategies., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011, Endüstriyel teknolojide gerçekleşen hızlı artış, kullanımdaki mevcut sistemlerin yeni teknolojiyi destekleyecek şekilde düzenlenmesini zorunlu kılmıştır. Yapılacak düzenleme, kullanılan sistemin yerine tamamen yeni bir sistemin kurulması şeklinde olabileceği gibi, var olan sistem üzerinde güncelleştirme yapılarak da gerçekleştirilebilir. Yük taşımacılığı, inşaat sektörü ve fabrikalardaki üretim hatları gibi sanayinin pek çok alanında kullanılan vinçlerin de teknolojinin elverdiği ölçüde yenilenmesi, düşük maliyet, kolay bakım ve montaj gibi avantajları da beraberinde getirmektedir. Vinç, hareketi sonucunda taşımakta olduğu yük üzerinde salınıma yol açar. Vinçteki bu salınım, taşıma verimliliğini düşürür. Bu durum, vinçlerde yük salınımının bastırılması problemini ortaya çıkarır. Bu problemin çözümüne yönelik çalışmalar literatürde mevcuttur ve vinç kontrolü sarkaç probleminin çözümü şeklinde ele alınır. Vinç sistemi, iki çıkışın (açı, konum) bir giriş ile (moment) kontrol edilmesi gerektiği için eksik tahrikli sistem örneğidir. Literatürde eksik tahrikli sistemlere yönelik çözümler her iki çıkışı aynı anda kontrol etmek şeklinde verilmektedir. Buna ek olarak, sistemin kontrolü zaman ekseninde iki bölümde ele alınabilir. Zamanın ilk diliminde açı salınımını bastırmak ikinci zaman diliminde ise, ilk zaman dilimi sonucunda ortaya çıkan konum sapmasını azaltarak yükün konumunu referans konum değerine çekmek şeklinde gerçekleştirilebilir. Bu tez çalışmasında, gezer köprülü vinçlerdeki yük salınımının bastırılması probleminin çözümüne yönelik PLC uygulaması gerçekleştirilecektir. Bu çözüm sırasında PID kontrol kuralı ve otomat ayrık olay yaklaşımı kullanılacaktır., The rapid growth in industrial technology has made people to edit their systems in such a way that new technologies can be supported. This edition can be done in two ways; either removing the old system and forming a total new technology supporting system, or updating the existing system according to the new technology. Cranes, which are widely used in many fields of industry like load transportation, construction, production lines in factories etc, should also be updated according to the innovations. By the renewals, lower costs, ease in setup and maintenance properties can be satisfied. The movement of a crane causes oscillation over the load that is connected with crane. With this oscillation, transportation efficiency gets lower. This situation arises a problem which deals with the suppression of the oscillation of the load. Solution proposals for this problem are available in literature and control of crane problem can be considered as pendulum problem. A crane system is an example of underactuated system because of the obligation of control mechanism in which, two outputs (angle and position) should be controlled with one input (moment). In literature, solutions for this kind of underactuated problems are given in a manner that both outputs are controlled at the same time. In addition, it is possible to claim that the system control can be provided in two different time intervals. In first time interval, angle oscillation can be suppressed and in the following interval, the position deviation caused in first time interval should be decreased so the load will be brought to the reference position. In this study, the problem on “suppression of the load oscillation in overhead crane systems” will be examined and a PLC application for this problem will be given. In this solution method, PID control rule and automat discrete event approach will be used., Yüksek Lisans, M.Sc.

Bu çalışmada dokuma makinesine ait çözgü salma sisteminin teorik modellenmesi yapılmıştır. Teorik modelden yararlanılarak tüm dokuma işlemi boyunca meydana gelen çözgü gerginliğindeki değişim incelenmiştir. Çözgü gerginliği çözgü salma miktarına, kumaş çekme miktarına ve arka köprünün hareketine bağlı olarak farklı değişimler göstermektedir. Çözgü gerginliğinin istenilen değerde sabit tutabilmek için PID denetim sistemi ve Bulanık Mantık kontrol denetçisi kullanılmıştır. PID denetim sisteminde farklı oransal, türev ve integral değerleri kullanılarak çözgü gerginliğinin değişimi incelenmiştir. Bulanık mantık kontrolcüsünde ise istenilen gerginlik değerine ulaşabilmek için kural tablosu oluşturulmuştur. Yapılan simülasyon çalışmasıyla bulanık mantık kontrolcüsüyle yapılan gerginlik değişiminin PID denetim sistemiyle yapılan kontrole göre önemli avantajlar sağladığı gözlemlenmiştir. In this thesis, theoritical modelling of the let off system in loom has been done. Throughout the entire weaving process, change occurring in the warp tension investigated by using the theoretical model. Warp tension, depending on the back rail ossicilations and let off and take up amount, shows the different variations. Desired to keep the value of warp tension PID and fuzzy logic controller was used. PID control system, different proportional, derivative and integral values of the exchange were examined using warp tension. The rule table of fuzzy logic controller in order to achieve the desired tension value was created. Fuzzy logic controller with a simulation study made of the PID control system built with the tensions of change compared to control important advantages that have been observed. 129

URL: http://sutod.selcuk.edu.tr/sutod/article/view/125, Bu çalışmada, üç serbestlik dereceli PUMA tipi robot kolunun uç elemanının PID yöntemi ile yörünge kontrolü yapılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, robota ait kinematik ve dinamik denklemler elde edilmiştir. Yörünge planlanması kartezyen koordinatlarda yapılmıştır. İstenen yörüngenin gerçeklenmesi için gerekli mafsal değişkenleri ters kinematik analizle hesaplanmıştır. Yörüngeyi izlemek üzere tasarlanan kontrolcüye, dinamik analiz sonucu elde edilen servo motor torkları sisteme dış bozucu etki şeklinde dahil edilmiştir. PID kontrol yöntemi uygulanan kontrol sistemine, sikloid, harmonik ve polinom yapılı üç farklı yol alma fonksiyonu giriş olarak kabul edilmiş ve elde edilen sistem cevapları istenen yörüngeye yakınsaması açısından karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda, harmonik yol alma fonksiyonun daha avantajlı olduğu gözlemlenmiştir., In this study, trajectory control of tip of arm of the PUMA-type manipulators having three degree of freedom was performed with PID method. At the first stage of the study, all the kinematics and dynamic equations were obtained. The trajectory planning was realized at cartesian coordinates. Required joint variables for materialization of desired trajectory were calculated with reversed kinematics analysis. Servo motor torques obtained by dynamic analysis was included into the controller designed to observed trajectory as external distorting action. Cycloid, harmonic and polynomial structured three different headway functions were regarded as input and obtained responses were compared in terms of convergence for required trajectory. As a result of comparison, it is observed that harmonic headway function was more advantageous.

Yapay zeka disiplininin temel amacı rasyonel veya insan gibi düşünen ya da davranan, öğrenebilen ve karar alabilen sisteler gerçekleştirmektir. Klasik mantık bu amacın tam olarak gerçekleşmesine izin vermemektedir. Çünkü klasik mantıkta olay, durum veya süreçler ?var olmak? ve ?yok olmak? ikilemine indirgenmektedir. İnsan ya uzundur ya kısa; hava ya soğuktur ya sıcak. İnsan aklının işleyişi böyle katı kurallara bağlı değildir. Uzun, kısa, soğuk ve sıcak gibi sıfatlar kişiden kişiye değişebilmektedir. Günlük hayatta karşılaştığımız bir önermeye tamamen yanlış ya da tamamen doğru diyememekteyiz. Oysa klasik mantık kullanıldığında bir önerme ya doğru ya da yanlış olmaktadır.Klasik mantık karmaşık dinamik modeller gerektirdiği halde bulanık mantık daha çok deneyime dayalı olan modellerle çalışır. Klasik kontrolörden olan PID modeline kıyasla daha ekonomik ve daha basit görünmesine rağmen, bulanık mantık kontrolörler yüksek denetim hızları ile daha ucuza mal olmakta ve daha basit bir yapı sergilemektedirler.Bu çalışmanın ikinci bölümünde klasik kontrol yöntemlerinden, üçüncü bölümünde bulanık mantık kontrol kavramlarından söz edilmiştir. Dördüncü bölümünde ise sistemin dinamik modelinin elde edilmesinden, PI, PID ve bulanık mantık kontrolörlerin inşasından söz edilerek bu kontrolörlerin sistem üzerindeki çıkışları karşılaştırılmıştır. The main objective of the field of artificial intelligence is to develop systems that can learn, make decisions and think or behave rationally or like human beings. Traditional logic does not allow fort he realization of this objective. The shortcoming of traditional logic dernes from the fact that the difference between various events, states and process is reduced to a dichotomy between ?existence? and ?non-existence? in this tradition. A person may be tall or short, the weather is either cold or hot. The operation of human brain is not dependen on strict rules. The interpretation of adjectives such as long and short or hot and cold varies from person to person. In daily life, one cannot say that a proposition is entirely wrong or entirely correct. However, a proposition must be either true or false according to the classical logic.Fuzzy logic relies on experience based models while classic logic requires complex and dynamic models. A PID model as classical controller appears more economical and simpler. As a matter of fact, a fuzzy logic controller cost much cheaper with high control speed and simple structure.In this work, classical control methods are discussed in Chapter Two and the fuzzy logic control concept is explained in Chapter Three. The configuration of the dynamic model and the development of PI, PID and Fuzzy Logic controllers are given together with a comparative analysis of system outputs in Chapter Four. 86

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Bu çalışmada, Doublewishbone tipi bir süspansiyon için çeyrek araç modeli yaklaşımıyla bir kinematik ve dinamik model elde edilmiştir. Bu model, klasik çeyrek araç modellerinde bulunmayan fakat süspansiyonun karakteristiğini vurgulayan önemli parametrelerden üst kontrol kolu, alt kontrol kolu, tekerlek taşıyıcı gibi bileşenleride ele alarak bunların zamana bağlı değişimlerini incelemektedir. Böylelikle daha gerçekçi bir model ile ele alınacak araç dinamiği çalışmaları teori ile pratiği birbirine daha da yaklaştıracaktır. Elde edilen modelin değruluğunu göstermek amacıyla aynı parametrelere sahip bir ADAMS/View modeli ile cevaplar karşılaştırılmış ve modelin doğruluğu kanıtlanmıştır. Çalışmanın ilerleyen bölümlerinde elde edilen modele input olarak girmek amacıyla matematiksel olarak ifade edilebilen bir güç spektral yoğunluğu sanal olaraktan bir yol pürüzlülüğüne çevrilmiştir. Yapılan geometrik ve nonlineer sönümleyici-yay optimizasyonları ile alınan cevapların daha da iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Son bölümde uygulanan PID kontrol yöntemi ile birlikte pasif süspansiyon, aktif süspansiyona dönüştürülerek modelin bu yöndende ele alınmaya müsait olduğu sonucuna varılmıştır., In this study a dynamic and kinematical model for a double wishbone suspension mechanism is obtained using quarter vehicle approach. This model also includes upper control arm, lower control arm and knuckle which denotes the characterization of a doublewishbone suspension and examines the responses with respect to time. Also to show the validity of the model an Adams/view model is created with the same parameters and the results of both models are compared. In the latter chapters using some spectral descriptions an artificially created road surface profile is used as an input and results of both models are given. Some optimization problems are studied for better geometrical configuration and nonlineer damper-spring characterizations for better responses of the suspension system. Finally using a PID control scheme passive suspension is turned into an active suspension and showed that it is applicable to use as an active one., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Bu tezde çeşitli alt sistemlerden oluşan tek girişli tek çıkışlı ya da çok girişli çok çıkışlı bir sistemin gerek transfer fonksiyonunun gerekse durum uzayı temsilinin hesaplanabildiği araç kutusu sunulmaktadır. Geliştirilen bu araç kutusu tüm hesaplamalarını aynı zamanda sembolik olarak yapacak şekilde tasarlanmıştır. Burada Mason kazanç formülü arka plandaki hesaplamalarda temel görevi üstlenmektedir. Bu tezde sembolik cebirin kontrol sistem tasarımında kullanılabilirliği çeşitli örnekle verilmiştir. Blok diyagramı indirgeme, tüm kararlı kontrolörlerin bulunması, baskın kutup atama ve dayanıklı kutup atama problemleri tezin bu kısmında ele alınmıştır. Tez ayrıca PID kontrolör tasarımında baskın kutup ataması kontrolörün iki parametresi kullanılarak nasıl yapılabilir problemini ele alırken aynı zamanda geriye kalan üçüncü parametre ile baskın olmayan kutuplar en fazla ne kadar uzağa atanabilir sorusuna cevap vermektedir. Bu sınır doğrusu ile verilmek üzere baskın kutuplara yakın ise baskın kutup atama tekniğinin pratik olmayacağı çok açıktır. Bu tez kapsamında ayrıca karakteristik değerler ve eğrileri, bunların indirgenebilir olup olmamaları, reel ekseni kesim noktaları ve bu noktalar civarındaki davranışları, ve bunların kararlı kılan kontrolör parametre aralıklarının hesaplanmasında kullanılması ele alınmıştır. Özellikle TITO sistemleri kararlı kılan diag(k,k) tipinde kontrolörler düşünülmüş, indirgenebilir ve indirgenemez durumlar için tüm kararlı kılan kazançların bulunması yönünde hızlı algoritmalar geliştirilmiştir. Çeşitli açıklayıcı örnekler bu algoritmaların nasıl çalıştığını göstermek amacıyla verilmiştir. Problem sistemi kararlı kılan tüm diag(k1,k2) tipinde kontrolörler için de ele alınmıştır., This thesis presents a toolbox for calculating the transfer function or the state-space description of a given single-input single-output or multi-input multi-output system composed by several subsystems. The toolbox is capable of executing all calculations symbolically. The gain formula of Mason is used in all underlying calculations for SISO systems. The potential of symbolic algebra for the design of control systems is illustrated through several examples. The block diagram reduction, calculation of all stabilizing controllers, dominant pole assignment and robust pole assignment are taken as case studies. This thesis also presents a method for PID controller design, which can achieve dominant pole assignment using two of the controller parameters. The non-dominant poles are restricted on the left of the line , where is the minimum feasible value, called as the feasibility border. A dominant pole assignment is not practical if is close to the real parts of the required dominant poles. In this thesis, the characteristic values and characteristic value plots are examined, reducibility and irreducibility of characteristic equations are discussed, the real-axis crossings of the characteristic value plots and their relation to the stabilizing gain intervals is introduced, and the number of unstable closed-loop poles for gain intervals is considered. Furthermore, constant diagonal controllers of type diag(k, k) are used to stabilize TITO systems, the problem is discussed for irreducible and reducible cases separately, for each case a fast and efficient algorithm is presented. The problem is also considered for constant diagonal controllers of type diag(k1, k2)., Doktora, PhD

TEZ7224 Tez (Yüksek Lisans) -- Çukurova Üniversitesi, Adana, 2009. Kaynakça (s.75-78) var. viii, 79 s. : res. ; 29 cm. Proportional-Integral-Derivative (PID) controllers have been widely used in industry and these constitute an important part of industrial control systems. So any development in PID design and implementation methodology is important for industrial control systems. Because of rapidly increasing development in computer technology, computational complexity of self-tuning control algorithm is not a limitation any more. This situation makes the self-tuning PID control an important alternative to conventional PID control. In this thesis, self-tuning pole assignment PID control is presented. Experimental implementation is performed in laboratory. The results of the present research are compared with that of obtained from conventional PID and some other PID control methods, thus the advantages and disadvantages of self-tuning PID control are emphasized. Oransal-İntegral-Türevsel (PID) kontrolcüler endüstride yaygın olarak kullanılmakta ve endüstriyel kontrol sistemlerinin önemli bir parçasını oluşturmaktadır. Bu yüzden PID tasarım ve uygulama metotlarında yapılacak herhangi bir gelişme endüstriyel kontrol sistemleri için önemli yer teşkil edecektir. Bilgisayar teknolojilerindeki hızla artan gelişmeler sayesinde kendinden-ayarlamalı kontrol algoritmalarındaki hesap karmaşası bir sınırlayıcı etmen olmaktan çıkmıştır. Bu durum sayesinde kendinden-ayarlamalı PID kontrol diğer klasik PID kontrole göre önemli bir alternatif olmuştur. Bu çalışmada kendinden-ayarlamalı kutup atamalı PID kontrol sunulmuştur. Deneysel uygulamalar laboratuar ortamında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen araştırma sonuçları klasik PID ve diğer bazı PID kontrol metotlarından elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmış, böylece kendinden ayarlamalı PID kontrolün avantajları ve dezavantajları vurgulanmıştır. Bu çalışma Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No

Bu tez, elektrikli ısıl işlem fırınlarına farklı kontrol stratejilerinin uygulamalarını hedef almaktadır. Öncelikle, elektrikli bir ısıl işlem fırınının ısıl davranışını tanımlayan bir dinamik model geliştirilmiş ve fırının durum denklemleri standart matris formunda elde edilmiştir. Daha sonra sayısal hesaplamalarda kullanılan sistem parametreleri belirlenmiştir. Yalıtımın etkisini incelemek için fırının yalıtım duvar katmanının yapısı üç farklı şekilde tasarlanmıştır. Belirlenme zorluklarından dolayı, fırının iç refrakter katmanı ve ısıl işlem gören malzeme arasındaki konveksiyon/radyasyon direncinin üç farklı değeri seçilmiştir. Hesaplamalar işlem gören malzemenin iki farklı kütle değeri için yürütülmüştür. Aç-kapa, PID, optimum ve düşük mertebeden durum gözlemleyicileriyle optimum kontrol yöntemlerinin uygulanması için algoritmalar geliştirilmiştir. Fırında işlem gören malzemeyi ortam sıcaklığından belli bir referans sıcaklığına getirmek için her bir kontrol yöntemi uygulanarak sayısal simulasyonlar yapılmıştır. Sonuçlar kontrol doğruluğunu ve geçici cevap özelliklerini özetleyen performans kartlarıyla sunulmuştur. Sistem çıkışının ve diğer önemli sistem değişkenlerinin zaman cevapları grafikler halinde verilmiştir. Simulasyonlardan elde edilen performans kartları ve grafikler düşük mertebeden durum gözlemleyicisi kullanılarak yapılan optimum kontrolün, tüm durum değişkenlerinin geribeslendiği optimum kontrol kadar iyi olduğunu; diğer önerilen kontrol yöntemlerinden çok daha iyi kontrol doğruluğu, göreli kararlılık ve cevap hızı sağladığını göstermiştir., This thesis addresses different kinds of control strategy applications for electrical heat treatment furnaces. First, a dynamic model of an electrical heat treatment furnace has been developed to describe its termal behavior, and the state equations have been obtained in the standard matrix form. Then, system parameters of the furnaces used in the numerical calculations have been determined. Three different values of thickness of the insulation layer have been considered to investigate the effect of insulation on the system behavior. Since determination of the equivalent thermal resistance between the inner furnace wall and the processed material is difficult, three different values of it have been used. The calculations were carried out for two different mass values of the processed material. Algorithms have been developed to perform on-off, PID, optimum, and reduced-order state observer based optimal control methods. Numerical simulations have been carried out to bring temperature of the processed material from the environment temperature to a final reference temperature by using each of the control methods. Results have been presented by performance charts which summarize the control accuracy and the transient response features. Time response of the system output and other relevant variables have been presented in graphical form. Performance charts and graphics obtained from simulations have shown that the reduced-order state observer based optimal control is as good as the optimal control in which all the state variables are employed, and provides much better control accuracy, relative stability and speed of response compared to the other proposed control methods.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, PID kontrolörler, endüstride pek çok süreci kontrol etmek için anlaşılması ve kullanımı kolay bir kontrol yapısı olduğundan çok sık kullanılmaktadırlar. Bunun yanında, kullanıcılar PID kontrolör parametrelerinin ayarı ile uğraşmak istememektedirler. Bu sebeple günümüzde ticari PID kontrolörlerin pek çoğunda kendi kendini ayarlama özelliği bulunmaktadır. Yarı iletken teknolojilerindeki gelişmeler sayesinde PID kontrolör yapılarına bu özelliklerin de eklenebilmesi kolaylaşmıştır. Ayrıca, bu konularda yapılan bilimsel araştırmaların sayısı da her geçen gün artmaktadır. Bu çalışmada yeni bir öz ayarlamalı PID kontrol yöntemi önerilmiştir. Bunun için literatürdeki belli başlı sistem tanıma ve PID kontrol yöntemleri incelenmiştir. Ardından PID kontrolör ayarlama yöntemleri incelenmiş ve bir serbestlik dereceli PID kontrolör yapısı ile sistemin referans yanıtının ve yük bozucularına karşı yanıtının aynı anda optimum olarak ayarlanamadığı, alternatif yöntem olarak da iki serbestlik dereceli yapıların kullanılması gerektiği saptanmıştır. Daha sonra da iki serbestlik dereceli bir PID kontrolör yapısı seçilmiş ve birinci serbestlik dereceli kısmın parametreleri, en küçük kareler kestirimi yöntemiyle yapılan sistem tanımanın ardından, Ziegler - Nichols yöntemi kullanılarak ayarlanmıştır. İkinci serbestlik dereceli kısmın parametre ayarı için önce genetik optimizasyon yöntemi kullanılmış ardından aynı işi daha kısa sürede yapabilen bir yöntem önerilmiştir. Son olarak da sistem tanıma süreci ile PID kontrolör yapısı birleştirilerek ve aradaki geçişin sıçramasız biçimde olması sağlanarak sıçramasız geçişli ve öz ayarlamalı yapıda yeni bir kontrol yöntemi önerilmiş ve önerilen yöntem değişik örnek sistemler üzerinde denenerek başarımı gösterilmiştir, PID controllers is used in the industry in many process control loops. PID controllers is used very often thats why its structure is easy to use and understand. But users who is using the PID controllers in their systems dont want to tune the PID parameters by themselves. For this reason many commercial PID controllers have auto tuning and self tuning capabilities. Today it is easy to add this facilities to the PID controllers with the improvements of the semiconductor technology. Also researchs in this areas is increasing day by day. In this work a new method have been suggested for the self tuning of the PID controllers. For this purpose common methods for system identification and PID control is investigated. Then PID tuning methods is reviewed shortly. And it is concluded that one degrees of freedom PID controller structures would never tune to optimum for both setpoint response and disturbance response at the same time and two degrees of freedom PID controllers is to be used for this purposes. After that a two degrees of freedom PID controller structure is selected and first degrees of freedom part have been tuned with Ziegler - Nichols method. And for tuning of the second degrees of freedom part first genetic optimization methods have been used after that a new method have been suggested for optimization for reducing the calculation time. And lastly a new method is suggested with combining the system identification, PID control and bumpless transfer methods named ‘Bumpless Switching and Self Tuning PID Control’. And the performance of the controller is verified by computer simulations., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, Genetik algoritmaların bulanık mantık kontrolörü (FLC) tasarımında kullanılması konusunda literatürde birçok değişik yöntem mevcuttur. Bu tez çalışmasında kullanılan yöntemde genetik algoritmalar, kullanılan bulanık mantık kontrolöründeki ölçekleme katsayılarının ayarlanmasında, kullanılan üçgen tipi üyelik fonksiyonlarının sayısının ve tepe noktalarının belirlenmesinde ayrıca kural tabanının oluşturulması aşamalarında kullanılmaktadır. Kullanılan bu yöntemin başarımını görmek için Matlab m-dosyaları (m-files) ve Simulink modelleri oluşturularak simülasyonlar yapılmış, sonuçlar katsayıları genetik algoritmalar tarafından ayarlanan klasik-PID kontrolör ve sabit FIS yapısına sahip, ölçekleme çarpanları genetik algoritmalar tarafından ayarlanan bulanık mantık kontrolörü ile karşılaştırılmıştır., There are so many methods in the literature regarding the use of genetic algorithms for the design of fuzzy logic controllers (FLCs). In this thesis, genetic algorithms are used to tune the controller s scaling coefficients, finding the number and peak points of triangular membership functions and composing the rule base stages. To evaluate the performance of this method simulations have been made by using Matlab m-files and Simulink models, the results have been compared with classical-PID controller whose coefficients have been tuned by genetic algorithms and fuzzy logic controller, which has a constant FIS, has its scaling factors been tuned by genetic algorithms., Yüksek Lisans, M.Sc.