Axiomatic design approach to control systems design

Abstract

Otomatik Kontrol Sistemleri Dizaynında Aksiyomatik Dizayn Yaklaşımı Doğadaki pek çok olayda çevredeki değişkenlerin istenilen bazı değerlere yaklaştırılması gerekir. Buna karşın unutulmamalıdır ki meydana gelen olay düzensiz ya da düzenli olsa bile ulaşılması istenen değer sabit olabilir. Bu çalışmada, aksiyomatik tasarım yaklaşımı kullanılarak çeşitli klasik kontrol tasarımları incelenmiştir. Aksiyomatik tasarım yeni bir tasarım yaratılmasında ya da mevcut tasarımın geliştirilmesinde kullanılan bir metoddur. Bu metod, tasarım yapan kişilerin yapılan tasarımı daha iyi oluşturmasını ve anlayabilmesini sağlarken, en uygun tasarım için gereklilikleri de sorgular. Aksiyomatik tasarım bir tasarım ve yöntem olarak Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde 20 yıl önce geliştirilmiş ve tasarımı yapan kişilerin kötü tasarımlarda meydana gelen problemlere odaklanmasını sağlamıştır. Teorinin sahibi Prof. Nam P. Suh, aksiyomatik tasarımın amacının tasarım yapan insanları daha yaratıcı yapmak, yapılan araştırmaları daha verimli hale getirmek, yapılan deneme-yanılma sayısını minimuma çekmek ve en iyi dizayna karar verebilmek olduğunu söylemiştir. Bu çalışma boyunca aksiyomatik tasarım yaklaşımı P, I ve PI kontrol sistemleri üzerinde denenmiş ve sonuçlar belirtilmiştir. Özellikle 1., 2. ve 3. derece sistemler, P ve PI kontrol sistemleri temelinde araştırılmıştır. Bu tezin amacı istenilen değerlere uygun en iyi kontrol sisteminin aksiyomtik tasarım temelinde nasıl tasarlanabileceğini göstermektir.

AXIOMATIC DESIGN APPROACH TO CONTROL SYSTEM DESIGN In many situations in engineering, it is necessary that the value of a certain variable be kept near some target value. The target value may be constant, in which case the objective is regulation or it may vary. In this thesis, axiomatic design has been used to investigate various classical control systems. Axiomatic design is a process for creating new designs and for diagnosing existing designs. It is a methodology that helps designers to structure and understand the design problems, thus facilitating the synthesis and analysis of suitable design requirements solution and processes. Axiomatic design is a theory and methodology developed at Massachusetts Institute of Technology (MIT) 20 years ago. According to Professor Nam P. Suh, the theory’s creator, “The goal of axiomatic design is to make human designers more creative, reduce the random search process, minimize the iterative trial-end error process, and determine the best design among those proposed.” Axiomatic design approach will be applied to several P, I and PI classical control systems and solutions will be determined according to this new design concepts. Specifically first, second order and third order systems will be examined using classical controllers based on axiomatic design approach. Aim of the thesis is to determine which configuration is the best one according to required specifications.