- Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi
- Ejosat Special Issue: (ICCEES) Special Issue
- Kalman Filtresi ile Ayrık Zamanlı Durum Tahmini ve Zamanla Değişen Doğrusal Bir Sistemin Adaptif LQR...
Kalman Filtresi ile Ayrık Zamanlı Durum Tahmini ve Zamanla Değişen Doğrusal Bir Sistemin Adaptif LQR Kontrolü
Authors : Mehmet Latif Levent, Ömer Aydoğdu, Cüneyt Yücelbaş
Pages : 322-331
Doi:10.31590/ejosat.804741
View : 15 | Download : 2
Publication Date : 2020-10-05
Article Type : Research
Abstract :Bu çalışmada, değişken yük etkilerini kompanze eden ve yüksek kontrol performansını sağlayan yeni bir adaptif denetleyici tasarımı gerçekleştirilmiştir. Öne sürülen kontrol metodunda, sistem çıkış durumlarını tahmin eden ayrık zamanlı kalman filtresi (Discrete Time Kalman Filter, DKF) ve optimum kontrol yöntemlerinden biri olan Ayrık Zamanlı Doğrusal Kuadratik Regülator (Discrete Time Linear Quadratic Regulator, DLQR) metodlarından yararlanılmıştır. DLQR kontrol metodu zamanla yükü değişmeyen sistemlere tüm periyotlarda uygulandığında iyi sonuçlar üretmesine rağmen, adaptasyon mekanizması bulunmadığından, zamanla değişen sistemlerde istenilen cevabı verememektedir. Bu problemi çözmek için, farklı çevre ortamlarına uyum sağlayan, yeni bir durum geri besleme kazanç matrix değerini (Knew) ve pozisyon (position, x1) kontrol, hız (speed, x2) kontrol ve akım (current, x3) kontrol gibi sistem kontrol blokları için kullanılan optimum lyapunov adaptasyon kazanç değerlerini ( theta1, theta2, theta3, theta4, theta5 ve theta6) sürekli güncelleyen bir lyapunov tabanlı adaptasyon mekanizması yöntemi geliştirilmiştir. Bu mekanizmada lyapunov adaptasyon kazancın başlangıç değerleri, tasarımda yeni bir yaklaşım olarak Yapay Sinir Ağı (Artificial Neural Network, ANN) metodu ile hesaplanmıştır. Böylece değişken yük etkilerinin minimize edilmesi ve sistem kararlılığının artırılması amaçlanmıştır. Önerilen yöntemin etkinliğini pratik uygulama ve simülasyonda göstermek için, zamanla değişen doğrusal bir sistem olan değişken yüklü bir Sanal Simülasyon laboratuvarları (Virtual Simulation Laboratories, VsimLabs) servo sistemi modellenmiş ve Matlab Simulink ortamında kullanılmıştır. Deneysel sonuçlara ve İntegral Karesel Hata (Integral Square Error, ISE), İntegral Mutlak Hata (Integral Absolute Error, IAE), İntegral Zamanlı Mutlak Hata (Integral time absolute error, ITAE) gibi performans ölçümlerine göre, önerilen yöntemin değişken yük etkisini ve sürekli durum hatasını minimize ederek sistem performans ve kararlılığını artırdığı görülmüştür.Keywords : Adaptasyon Mekanizması, Yapay Sinir Ağı, Lyapunov Yöntemi, Zamanla Değişen Doğrusal Sistem