Aktif Tendonlu Yapı Modeli İçin Kontrolör Parametrelerinin Optimizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Mert Yahya YILMAZ

Danışman: Hasan Tiryaki

Özet:

Dünya nüfusunun kontrol edilemeyen artışı sonucunda yapılaşmalarda büyük problemler yaşanmıştır. Yaşanılan bu problemlerin çözülmesi için farklı çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Gelişen teknolojinin yardımıyla birlikte yapı mühendisliği alanındaki çalışmaların insanlığa önemli katkıları olmuştur. Yapıları kontrol edebilmek için farklı kontrol sistemleri geliştirilmiştir. Geliştirilen bu sistemlerin en önemlilerinden biri olan aktif tendonlu kontrol sistemleri bu tez çalışmasında incelenmiştir.

Yapıdaki yer değişimi minimuma indirmeyi hedefleyen bu çalışmada kontrol sisteminin parametreleri meta sezgisel algoritmalar ve yapay zekâ yöntemleri kullanılarak optimum PID parametreleri tespit edilmiştir. Tespit edilen bu parametreler yapı modeline simülasyon üzerinde uygulanılarak yapıda meydana gelen yer değiştirme incelenmiştir.

 PID parametrelerinin belirlenmesinde 5 farklı meta sezgisel algoritma ve 8 farklı yapay zekâ yöntemi kullanılmıştır. Kullanılan bu 13 yöntem birçok mühendislik alanında aktif olarak kullanılmaktadır. Doğruluğu birçok kez yapılan çalışmalarla ispatlanmış çalışmalardır. Parçacık Sürüsü Optimizasyonu algoritması kuş sürülerinden esinlenilerek oluşturulmuştur. Sürü içerisindeki kuşların davranışları baz alınmıştır. Yapay Arı Kolonisi Optimizasyon algoritması arıların koloni şeklinde yemek arama hareketleri baz alınarak oluşturulmuştur. Gri Kurt Optimizasyon algoritması kurt sürülerinin avlanma hareketleri baz alınarak oluşturulmuştur. Balina Optimizasyon algoritması kambur balinaların avlanma davranışları incelenerek oluşturulmuştur. Sinüs Kosinüs Optimizasyon algoritması ise kosinüs ve sinüs fonksiyonlarının yapmış olduğu salınım hareketi temel alınarak oluşturulmuştur. Anlatılan bu 5 farklı algoritmadan PID parametreleri elde edilmiştir.

PID parametrelerinin belirlenmesi sırasında yapay zeka yöntemleri (Multi Layer Perceptron, Bagging, IBk, KStar, Additive Regression, Regression By Discretization, Random Forest, Random Tree) de kullanılarak onlardan elde edilen parametrelerde simülasyon üzerinde uygulanarak yapıda meydana gelen yer değişme incelenmiştir.

 Parametreler ile yapılan kıyaslama sonucunda sistem için en uygun Random Tree olduğu belirlenmiştir. Random Tree bulunan Kp, Ki, Kd değerleri simülasyon üzerinde kullanılmakta olan kontrolcüye uygulandığında yapıda meydana gelen yer değiştirmenin minimum değerde olduğu görülmüştür.