Stabilization of Inverted Pendulum System Using Fuzzy Cognitive Map Based PD Controllers

Authors : Aykut DENİZCİ, Cenk ULU

Pages : 156-164

Doi:10.31590/ejosat.779601

View : 23 | Download : 12

Publication Date : 2020-08-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Yumuşak hesaplama yöntemleri doğrusal olmayan sistemlerin modellenmesi ve kontrolünde sıklıkla kullanılan yöntemlerdir. Buna karşın, yumuşak hesaplama yöntemlerinden biri olan bulanık bilişsel harita yöntemi, kontrol uygulamalarında ana kontrolör olarak nadiren kullanılmaktadır. Bu çalışmada bulanık bilişsel harita tabanlı PD kontrolör yapısı önerilmiş ve bu yöntem doğrusal olmayan, kararsız ve eksik tahrikli bir sistem olan ters sarkaç sisteminin stabilizasyonu için kullanılmıştır. Önerilen kontrolör hata ve hatanın değişimi olmak üzere iki adet giriş değişkenine sahiptir. Önerilen PD kontrolör yapısında, kesin değerlere sahip girişler bulanık bilişsel harita hesaplama sürecinde değerlendirilebilmek için bulanıklaştırılmaktadır. Ardından bulanıklaştırılmış bu girişler ile kontrolör çıkışı arasındaki nedensel ilişkiler ağırlıklandırma parametreleri kullanılarak tanımlanmaktadır. Son olarak ise bir aktivasyon fonksiyonu kullanarak sisteme uygulanacak kesin çıkış değeri elde edilmektedir. Bulanıklaştırma işlemi için kullanılan üyelik fonksiyonlarının yapıları ve ayrıca aktivasyon fonksiyonun yapısı, önerilen bulanık bilişsel harita tabanlı PD kontrolörün doğrusal olmayan karakteristiğini belirlemektedir. Önerilen kontrolör bir çıkış kazancı ve iki ağırlık parametresi olmak üzere üç adet ayar parametresine sahiptir. Önerilen bulanık bilişsel harita tabanlı PD kontrolörün etkinliğini ve dayanıklılığını göstermek için ters sarkaç sistemi üzerinden benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca önerilen PD kontrolörün performansı geleneksel yapıdaki PD kontrolör performansı ile karşılaştırılmıştır. Tüm kontrolör parametreleri genetik algoritma kullanılarak belirlenmiştir. Karşılaştırma sonuçları göstermiştir ki önerilen bilişsel harita tabanlı PD kontrolör geleneksel PD kontrolörden daha iyi bir kontrol performans göstermektedir.
Keywords : Bulanık bilişsel harita, Üyelik fonksiyonu, Doğrusal olmayan sistem, Ters sarkaç, PD kontrol, Stabilizasyon