Parçacık sürü optimizasyon algoritması ile bulanık kontrolör tasarımı


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, Department of Electronics-Computer Education, Turkey

Approval Date: 2011

Thesis Language: Turkish

Student: GÜRCAN LOKMAN

Principal Consultant (For Co-Consultant Theses): Ahmet Fevzi Baba

Co-Consultant: Vedat Topuz

Abstract:

PARÇACIK SÜRÜ OPTİMİZASYON ALGORİTMASI İLE BULANIK KONTROLÖR TASARIMI Bu çalışmada İstanbul Teknik Üniversitesinde bulunan Triga Mark-II nükleer araştırma reaktörü için bir Yörünge Takipli Bulanık Mantık Kontrolör tasarlanmıştır. Tasarlanan bulanık kontrolörün üyelik fonksiyonlarının sınır değerleri ve kural tabanında bulunan 15 adet kuralın aksiyon ağırlıkları, Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritması kullanılarak ayarlanmıştır. Tezin amacı, tasarımı gerçekleştirilen Parçacık Sürü Optimizasyon Ayarlamalı Yörünge Takipli bulanık kontrolör (PSO-YTBK) ile İTÜ Triga Mark-II reaktörünü simülasyon üzerinde kontrolünü gerçekleştirmektir. Çalışmada, İTÜ Triga Mark-II reaktörünün doğrusal olmayan davranışını temsilen literatürde “YAVCAN” kodu olarak adlandırılan kodlar kullanılmıştır. Kullanılan PSO algoritmasının parametrelerinin sisteme uygun olarak seçiminin yapılması için bir dizi deney gerçekleştirilmiştir. PSO algoritmasının parametrelerinin sisteme uygun olarak seçilmesinden sonra, algoritma tasarlanan bulanık kontrolörün parametrelerinin optimizasyonu için çalıştırılmış ve birçok kez çalıştırıldıktan sonra kontrolör için uygun olan parametreler belirlenmiştir. Tüm bu parametrelerin belirlenmesinden sonra, reaktörün farklı başlangıç ve istenen güç değerlerinde ve bozucu etki altında çalıştırılarak tasarlanan kontrolörün performansı test edilmiştir. Simülasyon sonuçları göstermektedir ki; Önerilen kontrolör reaktör gücünü iyi bir şekilde kontrol edebilmekte ve reaktörün istenen yörünge gücünü kabul edilebilir bir hata ile takip etmesini sağlamaktadır. Sonuç olarak, PSO algoritmasının bulanık kontrolörün parametre optimizasyonu için uygun bir optimizasyon tekniği ve tasarlanan kontrolörün de bu sistemin kontrolü için performansı yüksek bir kontrolör olduğu görülmüştür. ABSTRACT DESIGNING Of FUZZY LOGIC CONTROLLER WITH PARTICLE SWARM OPTIMIZATION ALGORITHM In this study, a Trajectory Tracking Fuzzy Logic Controller is designed for the Triga Mark-II nuclear research reactor in Istanbul Technical University. The membership functions’ parameters and the action weights of the fifteen rules in the rule base are optimized by using Particle swarm Optimization algorithm. The objective of the thesis is that to control the ITU Triga Mark-II reactor with the aid of the designed Particle Swarm Optimization tuning Trajectory Tracking Fuzzy Logic Controller on simulator. In this work, the code called as “YAVCAN” simulation code in the literature is employed for the nonlinear behavior of ITU Triga Mark-II research reactor core. To select the best parameters of the PSO algorithm for this system, some serious experiments are carried out. After the selection of the best PSO parameters, the algorithm was started up numbers of times to find the optimal parameters of the designed fuzzy logic controller and the optimal parameters of the controller were determined. After the determinations of the all these parameters, the performance of the designed controller was tested for various initial and desired power levels, as well as under disturbance. The simulation results show that the proposed controller could control the reactor power successfully and it could provide that the reactor tracks the desired trajectory power within the acceptable error tolerance. As a result, the particle swarm optimization algorithm is proper to find the optimal parameters of the fuzzy logic controller. In addition, the designed controller is a controller which has high performance to control this system