YÜKSEK PERFORMANSLI GÖZLEMCİ TABANLI SERVO MOTOR KONTROL YÖNTEMİ GELİŞTİRİLMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Fakültesi, Elektrik Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÇAĞATAY DURSUN
Danışman: Selin Özçira Özkiliç
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Endüstriyel servo motor sürücü sistemlerinde yüksek doğrulukta konum, hız ve moment kontrolü sağlamak, özellikle gerçek zamanlı uygulamalarda çeşitli zorluklar doğurmaktadır. Bu zorluklar; sistem parametrelerinin zamana bağlı değişimi, mekanik bozucular ve sensör kaynaklı gürültülerden kaynaklanmaktadır. Bu tür problemlerin üstesinden gelmek için, durum ve yük momenti kestirimi sağlayan gözlemci tabanlı yaklaşımlar etkili bir çözüm sunmaktadır. Ancak, geleneksel gözlemciler sabit parametre varsayımlarına dayandığı için değişken koşullara uyum sağlayamamakta, bu da doğruluk ve kararlılık sorunlarına yol açmaktadır. Dolayısıyla, daha esnek, adaptif ve yüksek kestirim doğruluğu sunan yapılara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında, Lyapunov Tabanlı Adaptif Filtreleme Gözlemcisi (L-AFGÖZ) geliştirilmiş ve servo sürücülerinin durum değişkenlerini (konum, hız) ve bozucu etkileri (örneğin yük momenti) eşzamanlı ve yüksek doğrulukla kestirecek şekilde tasarlanmıştır. Gözlemci yapısı, Lyapunov kararlılık teorisine dayanarak kestirim hatalarının yerel asimptotik kararlılığını matematiksel olarak garanti altına almakta; çevrim içi adaptasyon mekanizmasıyla sistem dinamiklerini izleyerek kazançları sürekli güncellemektedir. Böylece parametre belirsizlikleri ve dış bozuculara karşı gözlemcinin uyarlanabilirliği korunmaktadır. Ayrıca filtreleme özelliği, ölçüm gürültülerinin etkisini bastırarak sistemin genel kararlılığına katkı sağlamaktadır. L-AFGÖZ'ün matematiksel temelleri, adaptasyon kuralları ve servo sürücü sistemlerine entegrasyonu ayrıntılı olarak sunulmuş; performansı hem sayısal benzetim ortamında hem de deneysel olarak doğrulanmıştır. Deneysel çalışmada, farklı referans profilleri, atalet uyumsuzlukları ve yükler altında gerçekleştirilmiş; L-AFGÖZ'ün, DGÖZ, sabit kazançlı Kalman Filtresi (SKKF) ve adaptif Kalman Filtresi (AKF) gibi geleneksel yöntemlere kıyasla daha yüksek kestirim doğruluğu sunduğu gözlemlenmiştir. Özellikle geçici rejim koşullarında düşük tepe hata ve sürekli rejimde yüksek doğruluk sağlayarak kontrol sisteminin genel başarımını artıran kritik bir bileşen olarak öne çıkmaktadır. Sonuç olarak, önerilen L-AFGÖZ algoritması; düşük hesaplama maliyeti, güçlü adaptasyon yeteneği, Lyapunov temelli kararlılık garantisi ve dayanıklı kestirim başarımı ile endüstriyel servo motor sürücü uygulamalarında yüksek uygulanabilirliğe sahip yenilikçi bir gözlemci çözümü sunmaktadır. Teorik analizler ve deneysel gözlemler, L-AFGÖZ'ün geleneksel yapıların ötesinde bir performans sergilediğini ve gerçek zamanlı sistemlerde güvenilir bir alternatif olarak öne çıktığını ortaya koymaktadır.