Kesir dereceli PI denetleyici tasarım metotlarının performans analizi ve karşılaştırılması

PID denetleyiciler içerisinde bulunan türev etkisi kontrol sisteminin bozucu etkilere karşı daha hassas olmasına neden olmaktadır. Bu nedenle endüstriyel uygulamalarda kullanılan denetleyicilerin %90 gibi büyük bir bölümü PI denetleyicilerden oluşmaktadır. Klasik PID denetleyicilerin genelleştirilmiş hali olarak tanımlanan kesir dereceli PID denetleyiciler, kesir dereceli matematiğin kontrol alanına uygulanmasıyla birlikte ortaya çıkmıştır. Klasik PID denetleyicilere göre fazladan iki parametrenin (kesir dereceli integral-λ ve kesir dereceli türev-μ) bulunması denetleyicinin sistem parametrelerinde meydana gelen değişimlere karşı daha dayanıklı olmasını sağlamaktadır. Kesir dereceli PID denetleyici tasarımı zaman çalışma bölgesindeki tasarım yapmanın zorlukları nedeniyle genellikle frekans çalışma bölgesinde yapılmaktadır. Frekans çalışma bölgesinde ise denetleyici tasarımı için en çok kullanılan parametreler kazanç payı, faz payı, kazanç geçiş frekansı ve faz geçiş frekansıdır. Faz payı ile kazanç payının kararlılık üzerine etkileri ve faz payının sistemin aşma miktarı üzerine etkileri bu parametreleri denetleyici tasarımında daha önemli kılmaktadır. Bu tez çalışmasında ise integratörlü artı zaman gecikmeli sistemler için ve kesir dereceli kararsız zaman gecikmeli sistemler için Kazanç-Faz Payı Test Edicisi kullanılarak belirli kazanç ve faz payları için kararlılık bölgeleri elde edilmiştir. Ayrıca, süreç transfer fonksiyonu kazancı (K), süreç transfer fonksiyonu zaman sabiti (T), kesir dereceli sistem için sistemin kesirli derecesi (α), zaman gecikmesi (ϴ), kazanç payı (A), faz payı (ϕ) ve kesirli integral derecesi (λ) gibi parametrelerin kararlılık bölgeleri ve kritik frekans değeri üzerine etkileri incelenmiştir. Elde edilen kararlılık bölgelerinin orta noktalarından denetleyici kazanç değerleri seçilmiş ve frekans çalışma bölgesi parametreleri ile kesirli integral derecesinin birim basamak cevaplarına etkisi incelenmiştir. Son olarak devam eden süreçlerde bu konuda ne gibi çalışmalar yapılabileceği anlatılmıştır.