Elektromekanik sistemler için yeni altoptimal denetim yöntemleri

Abstract

Günümüz teknolojisindeki gelişmelerin bir sonucu olarak, mekanik sistemlerden elektronik sistemlere geçiş aşamasında bu iki yapıyı beraber kullanan elektromekanik sistemlerin her alandaki kullanımı ve önemi giderek artmaktadır. Dolayısıyla bu sistemlerin istenilen işlemleri uygun, doğru ve verimli bir şekilde yapmasını sağlayacak denetim sistemleri uygulamalarının da önemi her geçen gün artmaktadır. Günümüzün sistemleri karmaşık, birbirleri ile etkileşimli çalışan, doğrusalolmayan modellere sahip, çok değişkenli ve özellikle de fıziksel kısıtlamalara maruz kalan yapılara sahiptirler. Bu sebeple, tasarımcılar denetim algoritmalarını geliştirmek, yöntemleri uygulamak ve denemek için bu sistemlere benzer ancak daha az karmaşık yapılara sahip sistemleri kullanmaktadırlar. Ters sarkaç sistemi de, dinamik olarak denge durumu kolay bozulabilen ve doğrusalolmayan modellere sahip elektromekanik sistemlerin denetleyici tasarımlarda bu amaçla kullanılabilecek sistemlerden biridir. Bu çalışmada, araba ve ona bağlı bir sarkaçtan oluşan ters sarkaç sistemi için tanımlanan denetim probleminin çözümü için, optimizasyona dayalı ileri bir denetim yöntemi olan Model Öngörümlü Denetim (Model Predictive Control, MPC) yöntemi uygulanmaktadır. MPC, bir sistemin/sürecin modelini ve sistemin maruz kaldığı fıziksel kısıtlamaları tasarım aşamasında doğrudan kullanarak, sistemin/sürecin gelecekteki davranışını tahmin etme ve bunu en iyileme prensibine göre çalışmaktadır. Yapılan uygulama ve benzetimler ile ileride daha karmaşık sistemler için de kullanılabilmek üzere uyarlanabilecek bir optimizasyon problemi ve yaklaşım oluşturulmaya çalışılmaktadır.