Kesir dereceli denetleyicilerin frekans bölgesinde analitik ve dayanıklı tasarımı ve arayüz yazılımı geliştirilmesi

Birinci, ikinci ve üçüncü mertebeden zaman gecikmeli transfer fonksiyonları kullanılarak ifade edilen modellerin kararlılığını, dayanıklılığını ve performansını artırmak için bu tezde kesirli oransal integral ve kesirli oransal türev denetleyicilerin analitik tasarım teknikleri anlatılmaktadır. Yüksek lisans tezimizde zaman gecikmeli birinci dereceden modellere yönelik tam sayı dereceli olmayan oransal integral denetleyici tasarım yöntemi verilmişti. Bu tez çalışmasında ise, söz konusu yöntem daha da geliştirilerek kapsamı yukarıda verilen şekilde genişletilmiştir. Çalışmanın ana katkısı, üç dereceden zaman gecikmeli modeller özelinde araştırmacının arzu ettiği kazanç ve faz kesim frekansları ile birlikte ve faz payının değerlerini sağlayacak bir denetleyicinin analitik yöntemlerle tasarlanması olarak özetlenebilir. Tez boyunca ayrıntıları verilen "frekans çerçevesi" yöntemi birçok yönüyle literatürdeki benzer yöntemlerden ayrışmaktadır. Bu konudaki benzer çalışmalarda, zaman gecikmeli modeller için kazanç kesim frekansının analitik yöntemlerle elde edilebildiği görülmektedir. Benzer çalışmaların, analitik hesaplama yapılırken, faz eğrisinin türevini tanjant frekansında sıfıra eşitlemesi etkili bir yöntem olarak gösterilebilir, fakat bu işlem hesaplamayı zorlaştırmakta ve matematiksel karmaşıklık getirmektedir. Bu tez çalışması, sunulan modelin, belirtilen zorlukları ve sınırlılıkları aşmak amacıyla faz kesim frekansları ile birlikte faz payının başarıyla elde edilebilmesine olanak sağlamaktadır. Bu değerlerin istenilen şekilde ayarlanabilmesi, sistem faz eğrisinin düzleştirilmesine olanak sağlamakta ve bu da sistemin kararlılığı ve dayanıklılığı üzerinde olumlu etkiler göstermektedir. Sunulan yöntem, literatürden alınmış örnek modeller üzerinde test edilmiş ve yöntemin etkinliği grafiksel olarak gösterilmiştir. Ayrıca yöntemin uygulandığı birkaç çalışma, uluslararası hakemli dergilerde yayınlanmıştır. Yöntemin araştırmacılar tarafından rahatça kullanılabilmesi amacıyla da MATLAB tabanlı bir arayüz programı hazırlanmıştır. Bu bilgiler doğrultusunda bu tez çalışmasının literatüre olumlu bir katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Kesir Dereceli, Analitik, Denetleyici Tasarımı, Kararlılık, Arayüz