İrfanoğlu, BülentNazlıbilek, SedatAskır, Alyaseh Nagı M.Department of Mechatronics Engineering2024-07-072024-07-072019https://hdl.handle.net/20.500.14411/5468Bu tezde sunulan araştırma, minimum evre modundaki doğrusal olmayan dördül tank sisteminin (DTS) denetiminde, doğrusal ve doğrusal olmayan Aktif Bozulum Dışlama Denetimi (DABDD ve DOABDD) için yeni bir uygulama ile ilgilidir. Bu, doğrusal olmayan çok girişli çok çıkışlı ir sistemdir ve doğrusal olmayan çok değişkenli denetim stratejilerinin etkinliğini kanıtlamak için kullanılan bir platformdur. İlk olarak, dördül tank sürecinin yapısı hiyerarşi açısından düzenlenmekte, sürecin dinamik davranışını uygun şekilde temsil eden doğrusal olmayan matematiksel bir model kullanılmaktadır. Daha sonra, dördül tank sürecini denetlemek için doğrusal aktif bozulum dışlama denetim stratejisi önerilmektedir. DABDD tekniğine ilişkin denetim yasası, doğrusal durum geribesleme (DDG) denetleyicisi ile toplam bozulumların kestiriminde ve model belirsizliklerinin düzeltilmesinde önemli bir rol oynayan doğrusal genişletilmiş durum gözleyicisinin (DGDG) bir bileşimi olarak tasarımlanmıştır. Bu belirsizliler denetim yasası tarafından müteakiben ortadan kaldırılacaktır. Dördül tank sisteminin denetim döngüsü genellikle sürecin kararlılığını olumsuz yönde etkileyen sistem belirsizlikleri ve dış bozucular gibi hususlara maruzdur. Bu nedenle, doğrusal olmayan aktif bozulum dışlama denetim stratejisi keza sistemin gürbüzlüğünün artırılması için dördül tank sistemi olarak tasarımlanmaktadır. Kayıcı moda bir denetleyici olan durum geribesleme denetleyicisi doğrusal olmayan genişletilmiş durum gözleyicisi (DOGDG) ile birleştirilmiştir. Kestirim sürecinin doğruluğunu artırmak maksadıyla, doğrusal olmayan aktif bozulum dışlama denetleyicisi yapısına doğrusal olmayan entegre optimal denetim fonksiyonu ilave edilmiştir. Son olarak, önerilen denetim yöntemlerinin performansını değerlendirmek için önerilen yöntemler oransal denetleyicili doğrusal olmayan geribesleme doğrusallaştırıcı ile kıyaslanmıştır. Ayrıca denetleyici dördül tank sürecinin doğrusal olmayan türevsel denklemlerinin Matlab®Simulink® ortamında oluşturulmasıyla gerçeklenmiştir. Simülasyon sonuçları, parametre belirsizliklerine ve ayrıca harici bozucu etkilerin bulunmasına rağmen, bu tezde önerilen DOABDD tekniği, diğer stratejilere kıyasla, dördül tank sisteminin alttaki tankların içindeki sıvı seviyesini arzu edilen çalışma noktalarında tutarak, denetim sürecinin ana hedeflerini başarmada yüksek derecede bir etkinliğe sahip olduğunu göstermiştir.The research presented in this thesis concern a new application for the linear and nonlinear Active Disturbance Rejection Control (LADRC, NLADRC) strategies, in which the control of the non-linear quadruple-tank system (QTS) in its minimum phase mode. It is a nonlinear multi-input-multi-output (MIMO) system utilize as a platform to verify the effectiveness of the nonlinear multivariable control strategies. Firstly, the structure of the quadruple-tank process has arranged in terms of hierarchy, a nonlinear mathematical model was used that properly represented the dynamic behaviour of the process. Then, the linear active disturbance rejection control (LADRC) strategy is proposed to control the quadruple-tank process (QTP). The control law of the LADRC technique has designed through the combination between linear state feedback (LSF) controller and the linear extended state observer (LESO) which plays an important role in the estimate of the overall disturbances and compensation of model uncertainty, to be subsequently rejected by the control law. The control loop of the quadruple-tank system (QTS) is usually vulnerable to the issues of the system uncertainties and external disturbances that affect the stabilization of the process negatively. Therefore, the non-linear active disturbance rejection control strategy is also designed for a quadruple-tank system to increase system robustness. The state feedback controller that is the sliding mode controller has combined with nonlinear extended state observer (NLESO). For the purpose increasing the accuracy of the estimation process, the nonlinear integrated optimal control function has included in the structure of the nonlinear active disturbance rejection controller (NLADRC). Finally, In order to assess the performance of the suggested control schemes, the proposed methods are compared with a nonlinear feedback linearization with proportional (NLFL-P) controller. It is worth mentioning that the controllers have carried out straightforwardly on the non-linear differential equations of the quadruple-tank process (QTP) in Matlab®Simulink® environment. The simulation results have shown that despite the presence of the parameters' uncertainties as well as external disturbances, however, the proposed NLADRC technique in this thesis possessed a high degree of efficiency to achieve the main objective of the control process which is, keeping up of the liquid level within bottom tanks of the quadruple-tank system at desired operating points compared to the other strategies.enMekatronik MühendisliğiMechatronics EngineeringDoctoral Thesis5392820188