İntegratörlü ve kararsız süreçler için maksimum hassasiyet kullanarak I-PD denetleyici tasarımı

Kontrol mühendisliğinde, sistemlerin istenilen şekilde çalışması için çoğu zaman bir denetleyici ile kontrol edilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu denetleyicilerden en yaygın olanı PID tip denetleyicilerdir. PID tip denetleyicilerin ayar parametrelerinin kontrol edilecek sistem için uygun seçilmesi gerekmektedir. Günlük yaşamda çok farklı türden sistemler olduğundan her birinin denetiminde kullanılacak olan PID denetleyici ayar parametrelerinin hesaplanmasında farklı stratejiler ve algoritmalar gerekmektedir. İntegratörlü ve kararsız sistemlerin kontrolü diğer sistemlere göre nispeten daha zordur. Bu zorluğu aşabilmek için PID tip denetleyicinin bazen yapısının değiştirilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında kararsız ve saf integratörlü sistemlerin I-PD tip denetleyici ile kontrol edilmesi gerçekleştirilmiştir. I-PD denetleyici, kararsız ya da saf integratörlü sistemlerin kontrolünde PID tipi denetleyicilere göre daha iyi bir başarım gösteren bir denetleyici türüdür. Yapılan bu yüksek lisans tez çalışmasında, kararsız ve integratörlü sistemler tanıtılmış ve sistemlere ait düşük dereceli transfer fonksiyonları kullanılarak I-PD denetleyicinin ayar parametreleri uygun Ms değerlerini verecek şekilde türetilen denklemlerden elde edilmiştir. İntegratörlü ve kararsız sistemlerin sırası ile saf integratörlü artı zaman gecikmeli ve birinci derecede kararsız artı zaman gecikmeli transfer fonksiyonu modelleri kullanılarak I-PD denetleyici ayar parametreleri hesaplanmıştır. Elde edilen denklemlerin, integratörlü ve kararsız süreçlerin denetimindeki performansını inceleyebilmek için Matlab Simulink programında kapalı döngü benzetim sonuçları verilmiştir. Literatürde var olan çalışmaların sonuçları ile önerilen yöntemin sonuçları karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalarda kullanılan denetleyici tasarımları ile önerilen I-PD denetleyici tasarımının performanslarını karşılaştırabilmek için bazı performans indeksleri (TV, ITAE, OS, Gm, Pm ve Ms) hesaplanmıştır. İntegratörlü ve kararsız süreçler için uygun modellerin elde edilebilmesi sonucunda, bu çalışmada önerilen I-PD denetleyici tasarımın literatürde bulunan mevcut PID, I-PD ve PI-PD denetleyici tasarımlarına göre daha tatmin edici bir performans sağladığı tespit edilmiştir.