Adaptif Kontrolcü Tasarımı Kullanılarak Laboratuvar Helikopteri Üzerinde Adaptasyon Hız Değişkeni Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Model Referans Adaptif Kontrolcüler (MRAK), modellenememiş dinamiklere ya da parametre belirsizliklerine sahip sistemler için uygun ve kullanımına sıkça başvurulan kontrolcü tasarımlarıdır. MRAK tasarımlarında en önemli husus, seçilen bir referans sistem ile kontrol edilmek istenen sistem arasındaki hata değerinin sıfırlanması ya da makul bir değere düşmesidir. Hata değeri kontrolcü tarafından zaman ilerledikçe azaltılsa da, referans sistemin her zaman aralığında olabildiğince düzgün takip edilmesi de istenir. Bu sebeple, adaptasyon kuralı oluşturulurken, referans model cevabına yakınsama hızı da uygulamacılar açısından önem taşır. Yakınsama hızı da doğrudan adaptasyon hızı ile ilişkilidir. Konvansiyonel adaptasyon kuralı tasarımları, adaptasyon hızı çok büyük değerlere sahip olmadığı sürece takip hata değişimlerinin büyük ve/veya hızlı olması durumlarıyla yeterli ölçüde başa çıkamayabilir. Bazı durumlarda kontrol edilmek istenen sistemin dinamiği ile ilgili apriori bilgiler gerekebilir, bu bilgilerin olmadığı durumlarda adaptasyon hızının çok büyük değerlerde olması dahi adaptasyonda başarı sağlamayabilir. Ayrıca, sistem dinamiğinin ilgili referans model dinamiği ile uyumu da adaptasyonda başarı ve daha iyi takip ihtimalini güçlendirebilir. Bu amaçla çalışma kapsamındaki referans model, klasik yöntemlerin aksine, kontrol edilmek istenen fiziksel sistemin doğasına çok daha uygun gelen doğrusal olmayan matematiğe sahip bir sistem olarak ele alınmıştır. Bu araştırmanın konusu, adaptasyon kuralında önemli rol oynayan adaptasyon hızı değişkeninin, doğrusal olmayan bir referans sistemi tasarlanarak elde edilmiş MRAK’ye sahip fiziksel bir sistem üzerindeki etkinliğinin irdelenmesidir. Bu irdeleme, önerilen MRAK tasarımının özelinde, üç serbestlik dereceli bir helikopter sisteminin benzetimi yapılarak sonuçların kıyaslanması şeklinde gerçekleştirilmiştir. Kıyaslamalar, helikopterin konum kontrolleri sağlanan iki eksen üzerinden yapılmıştır. Test edilen her bir MRAK, adaptasyon hızı haricindeki değişkenler farklılaştırılmadan ele alınmış ve değişen adaptasyon kurallarıyla, referans sistem takiplerinin ne ölçüde yapılabildiği incelenmiştir.