Bozucu Gözleyicili MÖK benzetim

ETS kontrol sisteminde, kısaca BGDMÖK olarak adlandırılan, klasik MÖK kontrolörün ürettiği kontrol işaretine destek amaçlı tasarlanan bozucu gözleyici kontrolörün bozucu girişlere karşı ETS performansına olan etkileri incelenecektir. Bozucu gözlemcinin amacı, ETS sürüşü sırasında meydana gelen belirsiz çevresel etkiyi algılamak, etkisini gidermeye katkıda bulunmak ve MÖK’ün performansını arttırmaktır.

BGDMÖK benzetim çalışmasında sırasıyla kontrol ufku Nc 3 ve öngörü ufku

5

Np  uzunluğunda alınmıştır. ETS ‘nin BGDMÖK benzetim çalışması için kullanan tüm sisteme ait Matlab simulink model Şekil 7.13’te verilmiştir.

Şekil 7.13. ETS’nin BGDMÖK blok diyagramı

ETS’nin DSP olarak gösterilen BGDMÖK kontrol bloğundaki önemli kısımlar optimizer, MÖK matematik modeli, maliyet fonksiyonu, kısıtlar, sağ ve sol bozucular için gözleyicilerden oluşmaktadır. MIMO sistem ETS’nin transfer fonksiyon modeli sağ ve sol teker için farklı renklerde bozucu girişleri ile gösterilmistir. Şekil 7.13.'te gösterildiği gibi, BGDMÖK tarafından üretilen ayrık zaman sayısal kontrol işaretini sürekli zaman güç işaretine dönüştürmek için kullanılan PWM modülü ve güç dönüştürücü modeli sıfırıncı mertebeden tutucu (zero order hold, ZOH) olarak verilmiştir.

Şekil 7.14.’te BGDMÖK ve ETS’nin basitleştirilmiş blok diyagramı gösterilmektedir. Referans açısal hızlar BGDMÖK kontrol bloğuna girdi olarak gelirler ve BGDMÖK çıkışları ise ETS'ye giriş olarak kullanılan kontrol sinyalleridir. ETS’nin sağ ve sol teker çevresel bozucu etkileri için modele uygun olarak D_r ve D_L girişleri kullanılmaktadır.

7.2.2.1. Bozucu Gözleyici ve kısıtsız BGDMÖK benzetim

Benzetim çalışmasında kullanıcının joystick aracılığı ile ETS’nin doğrusal hızını VL = 3 m/sn ve referans açısını Wteta = 10 rad. olarak verdiği Kabul edilmiştir. Bu değerler kullanılarak sağ tekerlek referans açısal hızı = 0.8 rad/s, sol tekerlek referans açısal hızı = 0.5 rad/s olarak kinematik hesap bloğu ile elde edilir.

Bu bölümdeki benzetim çalışmaları, kısıt olmaksızın ve Bozucu Gözlemci Destekli MÖK için yapılmıştır. Şekil 7.15.’te verilmiş olan benzetim çalışmasında ETS’de sadece sağ tekerleğe bozucu giriş uygulanmıştır.

Sağ tekerde bozucu giriş 40. saniyeden 47. saniyeye kadar sürümüştür. ETS kublajlı MIMO sistem olduğundan, benzetim sonucunda Şekil 7.15. sağ teker açısal hızının bozulmasının yanında sol teker açısal hızınında bozulduğunu göstermektedir.

İkinci benzetim çalışması Şekil 7.16.'da verilmiştir. ETS sürüşünün 18. saniyesi ile 30. saniyesi arasında sadece sol tekerde bozucu etki uygulanmıştır.

Şekil 7.16. Kısıtsız BGDMÖK için sol teker bozucu giriş.

Bezer şekilde yine ETS’nin kublajlı MIMO sistem olmasından dolayı, benzetim sonucunda Şekil 7.16. sol teker açısal hızının bozulmasının yanında sağ teker açısal hızınında bozulduğu görülmektedir.

Şekil 7.15.veŞekil 7.16.’da bozucu etkilere karşı ayrı ayrı verilmiş olan ETS cevapları karşılaştırılma amacı ile aynı şekil üzerinde Şekil 7.17.’de verilmiştir.

Şekil 7.17. Kısıtsız BGDMÖK karşılaştırılması için sağ ve sol tekerlek bozucu giriş

Şekil 7.17.’de karşılaştırılmalı olarak verilmiş onan benzetim sonuçları, her bir tekerleğe ayrı ayrı farklı zamanlarda uygulanan bozucu etkilerin hem uygulanan teker hemde kublajdan dolayı diğer teker açısal hızında oluşan olumsuz etkiyi BGDMÖK kontrolörün giderdiği ve kullanıcının joystick ile vermiş olduğu referans açısal hızları ETS’nin takip ettiği görülmektedir. MÖK ve BGDMÖK benzetim sonuçlarının karşılaştırmalı olarak değerlendirmeleri 7.2.5.’te verilmiştir.

7.2.2.2. Bozucu Gözleyicili ve kısıtlı MÖK benzetim

Benzetim çalışmasında yine kullanıcının joystick aracılığı ile ETS’nin doğrusal hızını VL = 3 m/sn ve referans açısını ise Wteta = 10 rad. olarak verdiği kabul edilmiştir. Bu değerler kullanılarak sağ tekerlek referans açısal hızı = 0.8 rad/s, sol tekerlek referans açısal hızı = 0.5 rad/s olarak kinematik hesap bloğu ile elde edilir.

Bu bölümdeki benzetim çalışmaları, kısıtlı ve bozucu gözlemci destekli MÖK için yapılmıştır. Fiziksel kısıtlar için kontrol işareti -20 V ≤ u ≤ 20 V ve her bir tekerleğin açısal hızı -75 rad /s ≤ y ≤ 75 rad/s arasında gerceğe uygun olarak alınmıştır.

Şekil 7.18.’de verilmiş olan benzetim çalışmasında ETS’de sadece sağ tekerleğe bozucu giriş uygulanmıştır.

Şekil 7.18. Kısıtlı BGDMÖK için sağ teker bozucu giriş.

Sağ tekerde bozucu giriş 40. saniyeden 48. saniyeye kadar sürümüştür. ETS kublajlı MIMO sistem olduğundan, benzetim sonucunda Şekil 7.18.sağ teker açısal hızının bozulmasının yanında sol teker açısal hızınında bozulduğunu göstermektedir.

İkinci benzetim çalışması Şekil 7.19.'da verilmiştir. ETS sürüşünün 18. saniyesi ile 30. saniyesi arasında sadece sol tekerde bozucu etki uygulanmıştır.

Şekil 7.19. Kısıtlı BGDMÖK için sol teker bozucu giriş.

Bezer şekilde yine ETS’nin kublajlı MIMO sistem olmasından dolayı, benzetim sonucunda Şekil 7.19.sol teker açısal hızının bozulmasının yanında sağ teker açısal hızınında bozulduğu görülmektedir.

Şekil 7.18.veŞekil 7.19.’da bozucu etkilere karşı ayrı ayrı verilmiş olan ETS cevapları karşılaştırılma amacı ile aynı şekil üzerinde Şekil 7.20.’de verilmiştir.

Şekil 7.20. Kısıtlı BGDMÖK karşılaştırılması için sağ ve sol tekerlek bozucu giriş

Şekil 7.20.’de karşılaştırılmalı olarak verilmiş onan benzetim sonuçları, her bir tekerleğe ayrı ayrı farklı zamanlarda uygulanan bozucu etkilerin hem uygulanan teker hemde kublajdan dolayı diğer teker açısal hızında oluşan olumsuz etkiyi kısıtlı BGDMÖK kontrolörün giderdiği ve kullanıcının joystick ile vermiş olduğu referans açısal hızları ETS’nin takip ettiği görülmektedir.