Bulanık mantık ve alternatif kontrol yöntemleri ile su sıcaklık kontrolü

Abstract

BULANIK MANTIK VE ALTERNATİF KONTROL YÖNTEMLERİ İLE SU SICAKLIK KONTROLÜ Bu çalışmada lisans ve lisansüstü derslerinin analog ve sayısal kontrol laboratuvarlarında nonlineer sistemlerin kontrolü deneyleri için üzerinde tüm kontrol algoritmalarının denenebileceği çok amaçlı bir deney seti oluşturmak ve kontrolünü gerçekleştirmek amaçlanmıştır. Klasik kontrol teknikleri (P,PI,PID) basit kontrol sistemlerinde temel eleman olarak kullanılmaktadır. Bu tekniklerin uygulanmasının kolay olması endüstride geniş çapta kullanılmalarına yol açmıştır. Klasik kontrolörler sabit kazançlı geri beslemeye sahip oldukları için sistemde meydana gelebilecek parametre değişikliklerini kompanze edemezler ve çevredeki değişikliklere adapte olamazlar. Klasik tekniklerde sistemin matematik modelinin çıkartılması uygulamadan önce yapılmalıdır. Ancak endüstride kullanılan sistemler lineer olmayan davranışa sahiptir. Dolayısıyla bu sistemlerin matematik modelinin çıkarılması ve klasik kontrol tekniklerinin uygulanması verimli olmamaktadır. Son yıllarda kontrol tekniklerine alternatif olarak zeki kontrol yöntemlerinin kullanımı artmaktadır. Özellikle bulanık mantık daha etkin bir kontrol için yeni olanaklar sunmaktadır. Bulanık kontrol sistemleri uygun dilsel ifadeler ve uzman bilgisi kullanılarak geliştirilebilir. İmalatı gerçekleştirilen su sıcaklık kontrolü sistemi deney seti altı temel elemandan oluşmaktadır: 8 litrelik tank, sıcaklık sensörü ve kuvvetlendirici devresi, A/ D ve D/ A çevirme işlemini gerçekleştiren Advantech PCI-1711 12bit veri haberleşme kartı, kişisel bilgisayar, elektronik sürücü devresi ve ısıtıcı. Bu sistem üzerinde klasik (on-off, PI) ve bulanık mantık kontrolörü uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Kontrolörler çeşitli koşullarda denenmiş ve karşılaştırmaları yapılmıştır. Deneyler sonunda bulanık mantık kontrolörünün diğerlerine oranla daha iyi performans gösterdiği gözlemlenmiştir. Mart, 2004Orhan Karakuş

CONTROL OF A WATER TANK USING FUZZY LOGIC AND ALTERNATIVE CONTROL TECHNIQUES The design and construction of a multi purpose experiment set for the application of different control techniques for non-linear systems and controlling this system is the aim of this study. The classical (P, PI, PID) control techniques have been the basis in simple control systems. Its simplicity has been the main reason for its wide applications in industry. Since classical controllers are fixed-gain feedback controllers, they can't compensate the parameter variations in the plant and can't adapt changes in the environment. In classical techniques, mathematical modeling of the system has to be done before implementing the controller. Real systems generally have nonlinear behavior; it is difficult to model these systems and control them. Therefore, using a classical controller is not efficient for nonlinear control application. In the last three decades, alternative control techniques have been proposed instead of classical techniques. Fuzzy logic has inspired new resources for implementation of efficient control. Fuzzy control systems can be developed along with linguistic lines and need some expertise information about the system. The designed and constructed experiment set consists of six main components: an 8 liter stirred-tank, a sensor and an instrument amplifier, Advantech PCI-1711 12bit data acquisition card, a PC, triggering circuit and a triac-based actuator. The classical and fuzzy logic controls are on this set. Experiments on the system for each controller show that fuzzy logic controller demonstrated better performance. March, 2004Orhan Karakuş