Zeki Optimizasyon Teknikleri ile Sistemleri Kesirli Dereceli Modelleme ve Denetleyici Tasarımı

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Halit Şenberber

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Aytekin BAĞIŞ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Farklı özelliklere sahip sistemler için model ve denetleyici tasarımı, bu yapılara uygun sistem parametrelerinin belirlenmesi kontrol sistemlerinde her zaman karmaşıklığını koruyan ama aynı zamanda ilgi çekici problemler arasında yer almıştır. Özellikle klasik denetim yöntemleri ile çözüm üretilmesi zor olan karmaşık sistemler için esnek hesaplama yöntemleri kullanılarak yapılan model oluşturma, denetleyici tasarımı oldukça etkili sonuçlar sunabilmektedir. Yapay zekâ tabanlı algoritmalar kullanılarak yapılan model oluşturma ve denetleyici tasarımı gibi çalışmalar, son zamanlarda araştırmacılar tarafından sıkça kullanılan ve etkili yöntemler arasında yer almaktadır. Bu tez çalışması iki temel bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde literatürde yer alan farklı özelliklere sahip sistemler için model tasarımları gerçekleştirilmiş, model parametreleri yapay arı kolonisi algoritması (YAK) (Artificial bee colony, ABC) kullanılarak tahmin edilmiştir. Tamsayı dereceli model yapılarının yanı sıra kesir dereceli model yapıları da bu çalışmada kullanılmış, bu iki model yapısı arasında performans kıyaslaması gerçekleştirilmiştir. İkinci temel bölümde ise yine literatürde yer alan farklı sistemler için denetleyici tasarımları gerçekleştirilmiştir. Model oluşturma çalışmasına benzer şekilde denetleyici tasarımında da kesir dereceli ve tamsayı dereceli kontrolörler üzerinde çalışılmıştır. Bu çalışmalarda YAK algoritmasının performansını kıyaslamak amacıyla literatürde sıkça adı geçen, diferansiyel gelişim algoritması (DGA)(Differential evolution, DE) ile parçacık sürüsü optimizasyonu (PSO) (Particial swarm optimization, PSO) yaklaşımları kullanılmıştır. Çalışmalarda elde edilen sonuçların başarımını değerlendirebilmek için, performans indisleri ağırlıklı olarak ISE (Integral squared error) ve ITAE (Integral time absolute error) tercih edilirken, bazı çalışmalarda ITSE (Integral time-square error) ve IAE (Integral absolute error) değerleri de performans indeksi olarak kullanılmıştır. Elde edilen bulgu ve değerlendirmelere göre YAK algoritması ile yapılan modelleme ve denetleyici tasarımı sonuçlarının, DGA ve PSO kullanılarak elde edilen sonuçlara benzer ya da daha iyi olduğu görülmüştür. Ayrıca kesir dereceli model ve denetleyici yapılarının, tamsayı dereceli model ve denetleyici yapılarına göre daha başarılı sonuçlar ortaya koyduğu da yine bu çalışmaların bir başka sonucudur.