Isıl İşlem Uygulamalarında Kullanılan Bir Karışım Tankının Bulanık Mantık Esaslı Denetimi

Benzer belgeler
Kapalı Ortam Sıcaklık ve Nem Denetiminin Farklı Bulanık Üyelik Fonksiyonları Kullanılarak Gerçekleştirilmesi

BULANIK MANTIK YÖNTEMİNİN PID DENETLEYİCİ PERFORMANSINA ETKİSİ

KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ/ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Yrd. Doç. Dr. Mustafa NİL

Çok Fonksiyonlu Bir Elektronik Pülverizatörde İlaçlama İşleminin Optimal ve Bulanık Kontrolü

OTOMOBİLLER İÇİN BULANIK MANTIK TABANLI HIZ SABİTLEYİCİ BİR SİSTEM

le Sürülen Üç Fazlı arımının Hasan Rıza Özçalık Erdal Kılıç

A Study on Fuzzy Logic-Based Smart Temperature Control Simulation

ISSN : sherdem@selcuk.edu.tr Konya-Turkey BİR DC MOTORUN BULANIK MANTIK DENETLEYİCİ İLE KONTROLÜ

1. YARIYIL / SEMESTER 1

Kıyıcı Beslemeli DA Motorun Oransal İntegral ve Bulanık Mantık Oransal İntegral Denetleyicilerle Hız Kontrolü Karşılaştırılması

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

ÖZGEÇMİŞ. Doktora Tezi: Nonlinear Dynamical State Feedback Design for Tracking and Chaotification. Görev Ünvanı Görev Yeri Yıl

MEB YÖK MESLEK YÜKSEKOKULLARI PROGRAM GELĐŞTĐRME PROJESĐ. 1. Endüstride kullanılan Otomatik Kontrolun temel kavramlarını açıklayabilme.

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ AKADEMİK ÖZGEÇMİŞ FORMU

KLASİK BULANIK MANTIK DENETLEYİCİ PROBLEMİ : INVERTED PENDULUM

TEK BÖLGELİ GÜÇ SİSTEMLERİNDE BULANIK MANTIK İLE YÜK FREKANS KONTRÜLÜ

PROSES KONTROL DENEY FÖYÜ

ENDÜSTRİYEL UYGULAMALARDA KULLANILAN KARIŞIM TANKININ SEVİYE VE SICAKLIK DENETİMİ İÇİN PID VE BULANIK MANTIK DENETLEYİCİ TASARIMI *

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

Ö Z G E Ç M İ Ş. 1. Adı Soyadı: Mustafa GÖÇKEN. 2. Doğum Tarihi: 12 Haziran Unvanı: Yrd. Doç. Dr. 4. Öğrenim Durumu: Ph.D.

BULANIK MANTIK KONTROLLÜ ÇİFT EKLEMLİ ROBOT KOLU. Göksu Görel 1, İsmail H. ALTAŞ 2

BULANIK MANTIK ile KONTROL

ÖZGEÇMİŞ. Doktora Tezi: Nonlinear Dynamical State Feedback Design for Tracking and Chaotification. Görev Ünvanı Görev Yeri Yıl

DAMITMA KOLONLARININ BULANIK DENETLEYİCİLERLE DENETİMİ

ÖZGEÇMİŞ. Bartın Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Plazma İletiminin Optimal Kontrolü Üzerine

POSITION DETERMINATION BY USING IMAGE PROCESSING METHOD IN INVERTED PENDULUM

Bulanık Mantık. Bulanık Mantık (Fuzzy Logic)

A. SCI ve SCIE Kapsamındaki Yayınlar

Üç Fazlı Sincap Kafesli bir Asenkron Motorun Matlab/Simulink Ortamında Dolaylı Vektör Kontrol Benzetimi

2011 Third International Conference on Intelligent Human-Machine Systems and Cybernetics

Yaklaşık Düşünme Teorisi

Öğr. Gör. Hakan AÇIKGÖZ ün Özgeçmişi

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı : Kamile ŞANLI KULA İletişim Bilgileri : Ahi Evran Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Adres Matematik Bölümü, KIRŞEHİR

KÜTÜPHANE İNGİLİZCE DERGİ LİSTESİ

SİSTEM DİNAMİĞİ VE KONTROL

KLİMA SİSTEM KONTROLÜNÜN BULANIK MANTIK İLE MODELLEMESİ

Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Elektrik Mühendisliği Yıldız Teknik Üniversitesi 1994 Y. Lisans Elektronik

SAYISAL KONTROL 2 PROJESİ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 2) DENEYSEL KARIŞTIRMA İSTASYONUNUN PID İLE DEBİ KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI YÜKSEK LİSANS-DOKTORA PROGRAMI EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI GÜZ DÖNEMİ

BULANIK MANTIK TABANLI DUNN ÖĞRENME STİLİ MODELİNİN GELİŞTİRİMİ

Elektrikli Araçlar İçin Çift Çevrim Destekli DA Motor Kontrol Uygulaması

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi Grup Adı: Sıvı Seviye Kontrol Deneyi.../..

KABLOSUZ SICAKLIK KONTROLU İÇİN BİR SİMÜLATÖRÜN KESİKLİ VE SÜREKLİ ZAMANDA PARAMETRİK OLMAYAN MODELLEMESİ

ÖZGEÇMİŞ ve YAYINLAR LİSTESİ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 3) HAVA KÜTLE AKIŞ SİSTEMLERİNDE PID İLE SICAKLIK KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

Görev Unvanı Alan Üniversite Yıl Prof. Dr. Elek.-Eln Müh. Çukurova Üniversitesi Eylül 2014

NOHUT SAMANI HIZLI PİROLİZİNİN DENEY TASARIMI İLE MODELLENMESİ

Bulanık Mantık Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Arasınav - 11 Nisan 2014 Süre: 1 Saat 30 Dakika

1. DÖNEM Kodu Dersin Adı T U K. Matematik II Mathematics II (İng) Fizik I Bilgisayar Programlama I (Java) Computer Programming I (Java) (İng)

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / ENSTİTÜSÜ / YÜKSEKOKULU BİLİŞİM SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ /ABD LİSANS PROGRAMI - 2 ( yılı öncesinde birinci

OTOMATİK KONTROL. Set noktası (Hedef) + Kontrol edici. Son kontrol elemanı PROSES. Dönüştürücü. Ölçüm elemanı

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

Yrd.Doç. Dr. Tülin ÇETİN

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ DOKTORA YETERLİK SINAVI YÖNETMELİĞİ

Yrd. Doç. Dr. Süleyman ADAK Mardin Artuklu Üniversitesi. İstasyon Yerleşkesi / Mardin Tel Faks.:

Selçuk Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü* Alaaddin Keykubad Kampüsü, KONYA

YRD. DOÇ. DR. KADİR SABANCI

Uyarlamalı Bulanık-PI Denetim Esaslı Dinamik Senkron Kompanzatör ile Reaktif Güç Kompanzasyonu Benzetim Çalışması

ÖZGEÇMİŞ. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Lisans. Görev Ünvanı Alan Görev Yeri Yıl Arş. Gör.

Termik Türbinli Bir Alanlı Güç Sisteminin Bulanık Mantık Tabanlı Kontrolör İle Yük Frekans Kontrolü Analizi

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

Ders İçerik Bilgisi. Dr. Hakan TERZİOĞLU Dr. Hakan TERZİOĞLU 1

FATMA KANCA. Derece Alan Üniversite Yıl Doktora Matematik Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Yüksek Lisans Matematik Kocaeli Üniversitesi 2004

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl

ÇİMENTO BASMA DAYANIMI TAHMİNİ İÇİN YAPAY SİNİR AĞI MODELİ

KONTROL SİSTEMLERİNE GİRİŞ. Hazırlayan Dr.Birol Arifoğlu

RÜZGAR TÜRBİNLERİNİN KANAT AÇILARININ YAPAY SİNİR AĞI TABANLI DENETİMİ

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl

ESTIMATION OF EFFLUENT PARAMETERS AND EFFICIENCY FOR ADAPAZARI URBAN WASTEWATER TREATMENT PLANT BY ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

Fatma Yıldız, İbrahim Alışkan, Şeref Naci Engin

ANKARA ÜNİVERSİTESİ A ÖĞRENCİ İŞLERİ DAİRE BAŞKANLIĞI

Sponsorlar için detaylı bilgi, ekte sunulan Sponsor Başvuru Dosyası nda yer almaktadır.

Mekatronik Mühendisliği Uygulamalarında Yapay Zekâ. Ders 1- Yapay Zekâya Giriş. Erhan AKDOĞAN, Ph.D.

Yard. Doç. Dr. İrfan DELİ. Matematik

Bulanık Mantık Denetleyiciler

BMÜ-421 Benzetim ve Modelleme MATLAB SIMULINK. İlhan AYDIN

İki Farklı Özellikli Zonlara Sahip Bir HVAC Sisteminin Modellenmesi ve Denetimi

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı: Bahaddin SİNSOYSAL 2. Doğum Tarihi: Ünvanı: Doç. Dr. 4. Öğrenim Durumu:

MÜFREDAT DERS LİSTESİ

Gevşek Hesaplama (COMPE 474) Ders Detayları

SOFTWARE ENGINEERS EDUCATION SOFTWARE REQUIREMENTS/ INSPECTION RESEARCH FINANCIAL INFORMATION SYSTEMS DISASTER MANAGEMENT INFORMATION SYSTEMS

G( q ) yer çekimi matrisi;

EEM 452 Sayısal Kontrol Sistemleri /

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

Bilgisayar Mühendisliği. Bilgisayar Mühendisliğine Giriş 1

Bulanık Kümeler ve Sistemler. Prof. Dr. Nihal ERGİNEL

ÖZGEÇMİŞ. 2. Doğum Yeri/Tarihi : KİLİS Merkez / Unvanı : Doktor Araştırma Görevlisi

ÖZGEÇMİŞ. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Osmaniye/Türkiye Telefon : /3688 Faks :

PID Parametrelerinin Ayarlama Yöntemleri: 2. Derece Sistem Modeline Uygulanması ve KarĢılaĢtırmalı Olarak. Değerlendirilmesi**

Öğr.Gör. H. Zeki DİRİL

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Teknik Eğitim Fakültesi, Makina Eğitimi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Eğitimi A.B.

Transkript:

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(1),2014 16 KSU. Journal of Engineering Sciences, 17(1),2014 Isıl İşlem Uygulamalarında Kullanılan Bir Karışım Tankının Bulanık Mantık Esaslı Denetimi Erdal KILIÇ 1*, Hasan Rıza ÖZÇALIK 2, Şaban YILMAZ 3, Ahmet GANİ 2 1 Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Afşin Meslek Yüksekokulu, Kahramanmaraş, Türkiye 2 Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği, Kahramanmaraş, Türkiye 3 Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Kahramanmaraş Meslek Yüksekokulu, Kahramanmaraş, Türkiye ÖZET: Karışım tanklarının kontrolü, gıda sanayi, tarımsal ilaçlama, tekstil, atık su arıtma, süt üretimi, nükleer enerji üretimi, petrokimya endüstrisi, kimyasal süreçler ve ilaç sanayi gibi endüstriyel uygulamalar için çok önemlidir. Bu çalışmada çok girişli çok çıkışlı ve doğrusal olmayan bir sistem olan sıvı karışım tankının kontrolü, MATLAB/Simulink benzetim programı ile yapılmıştır. Bu karışım tankına iki pompa vasıtasıyla sıcak ve soğuk su akışı sağlanmaktadır. Suyun akış miktarı valfler ile kontrol edilerek, tankta istenilen su sıcaklığı ve seviyesi elde edilmektedir. Kontrol sistemi, karışım tankı içindeki suyun seviye ve sıcaklığını istenilen değerlerde tutmak amacıyla iki bağımsız bulanık mantık denetleyiciden oluşmaktadır. Anahtar Kelimeler: Bulanık Mantık Denetim, Sıvı Seviye Kontrolü, Karışım Tankı. Fuzzy Logic Based Control of the Mixing Tank Used in Heat Treating Applications ABSTRACT: Controlling mixing tanks is of utmost importance for industrial applications such as food processing, agricultural pesticides, textile, waste water treatment, dairy production, nuclear power generation, petrochemical industries, chemical processing and pharmaceutical manufacturing. In this study, fluid mixing tank, which is a nonlinear multi input multi output system, is simulated by MATLAB/Simulink. Hot and cold water flow is provided to the mixing tank through two water pumps. Desired water temperature and level in the tank is obtained thanks to the water flow valves. The control system consists of two independent fuzzy logic controllers in order to keep the desired level and temperature of the water in the mixing tank. Keywords: Fuzzy Logic Control, Liquid Level Control, Mixed Tank. 1. GİRİŞ Karışım tanklarının kontrolü, gıda sanayi, tarımsal ilaçlama, tekstil, atık su arıtma, süt üretimi, nükleer enerji üretimi, kimyasal işleme, ilaç sanayi gibi endüstriyel uygulamalar için çok önemlidir [1-6]. İki veya daha fazla sıvının karışımından oluşan endüstriyel sıvı karıştırma süreçleri kontrol ve otomasyon sistemleri ile denetlenmektedir [7]. Karışım tankı çok girişli çok çıkışlı ve doğrusal olmayan dinamik bir sistemdir [6,8]. Bulanık mantık uygulamaları ısı, elektrik akımı, sıvı gaz akım denetimi, kimyasal ve fiziksel süreç denetimlerinde kullanılmaktadır. Bulanık mantık yaklaşımı matematiksel modele ihtiyaç duymadığından, matematiksel modeli iyi tanımlanamamış, zamanla değişen ve doğrusal olmayan sistemler en başarılı uygulama alanlarıdır [9]. su sıcaklığı ve su seviyesi elde edilmektedir. Sistemi kontrol etmek amacıyla iki girişli iki çıkışlı bulanık mantık esaslı bir kontrol yöntemi geliştirilmiştir. Sistemin çalışması simülasyon ortamında test edilmiştir. 2. SİSTEMİN YAPISI Bu çalışmada dikdörtgen prizma şeklinde bir su tankı kullanılmıştır. Tanka 0,025 m 3 /s debiyle çalışan pompalar vasıtasıyla sıcak su ve soğuk su verilmektedir. Tanka giren sıcak ve soğuk suyun akış miktarı, istenilen su seviyesine ve su sıcaklığına göre denetleyiciler tarafından kontrol valfleri ayarlanarak yapılmaktadır. Tanktan su çıkışı için kullanılan boşaltma vanasının ayarı ise kullanıcı tarafından manuel olarak yapılmaktadır. Karışım tank sisteminin genel yapısı Şekil-1 de gösterilmektedir. Bu çalışmada iki girişli ve iki çıkışlı bir karışım tankı ve kontrol sistemi MATLAB/Simulink benzetim programı ile modellenmiştir. Karışım tankına iki pompa vasıtasıyla sıcak ve soğuk su akışı sağlanmaktadır. Suyun akış miktarı valfler ile kontrol edilerek, tankta istenilen *Sorumlu Yazar: Erdal KILIÇ, ekilic@ksu.edu.tr

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(1),2014 17 KSU. Journal of Engineering Sciences, 17(1),2014 3. BULANIK MANTIK DENETLEYİCİ Şekil-1. Sistemin genel yapısı Tanka giren sıcak suyun sıcaklığı (T 1) ve soğuk suyun sıcaklığı (T 2) değerleri sabit kabul edilmektedir. Karışım tankına giren sıcak su akışı Q sıcak= Q maks*c sıcak ile soğuk su akışı Q soğuk= Q maks*c soğuk şeklinde tanımlanmıştır. Burada Q maks pompa kapasitesini, C sıcak ve C soğuk kontrol valflerinin (0-1) aralığındaki açıklık oranını göstermektedir. Tanka giren toplam su akış miktarı Q giris=q 1+Q 2, karışım suyunun sıcaklığı T ve akış miktarı ise Q cikis şeklinde tanımlanmıştır. Bulanık mantık yaklaşımı, makinelere insanların özel verilerini işleyebilme ve onların deneyimlerinden ve önsezilerinden yararlanarak çalışabilme yeteneği verir. Bu yeteneği kazandırırken sayısal ifadeler yerine sembolik ifadeler kullanır. Bulanık mantık denetleyici (BMD) nin temeli sözlü ifadeler ve bunlar arasındaki mantıksal ilişkiler üzerine kurulmuştur. Bulanık mantık, klasik mantığın aksine iki seviyeli değil, çok seviyeli işlemleri kullanmaktadır. BMD uygulanırken sistemin matematiksel modellenmesi şart değildir [9]. BMD, zamanla değişen, doğrusal olmayan ve özellikle matematiksel modeli tam olarak bilinmeyen sistemlerin denetlenmesinde son yıllarda klasik denetim yöntemlerine pratik bir alternatif olarak ortaya çıkmıştır [15]. BMD, genel yapısıyla bulandırma, çıkarım, durulama ve bilgi tabanı olmak üzere dört temel bileşenden oluşmuştur. Genel bir BMD blok diyagramı Şekil-2 de verilmiştir. Tanktaki suyun seviyesini ve sıcaklığını kontrol etmek amacıyla sistem dinamiklerini ifade eden diferansiyel denklemler, denklem 1, 2 ve 3 te verilmiştir [1,10-14]. Q a 2gh (1) cikis dh 1 ( Qsicak Qsoguk Qcikis ) dt A dt 1 Qsicak ( T1 T) Qsoguk ( T2 T) dt Ah (2) Burada h tanktaki suyun yüksekliğini, A tankın taban alanını göstermektedir. Bu çalışmada kullanılan su tankının yapısı ile ilgili değerler Tablo-1 de verilmiştir. Tablo-1. Su tankının özellikleri Açıklama Sembol Değer Taban alanı A 1 m 2 Çıkış ağzı kesiti a 0,025 m 2 Yükseklik H 2.5 m Yer çekim ivmesi g 9,82 m/s 2 Başlangıç seviyesi h 0 0.1 m Pompa kapasitesi Q maks 0,025 m 3 /s Sıcak su sıcaklığı T 1 80 o C Soğuk su sıcaklığı T 2 10 o C Başlangıç sıcaklığı T 0 10 o C Şekil-2. Bulanık mantık denetleyici yapısı Bulandırma birimi, sistemden alınan giriş bilgilerini dilsel niteleyiciler olan sembolik değerlere (3) dönüştürme işlemidir. Üyelik işlevinden faydalanılarak giriş bilgilerinin ait olduğu bulanık kümeleri ve üyelik derecesi tespit edip, girilen sayısal değere küçük, en küçük gibi dilsel değişken değerler atanır. Bulanık çıkarım birimi, bulandırma biriminden gelen bulanık değerleri, kural tabanındaki kurallar üzerinde uygulayarak bulanık sonuçlar üretilmektedir. Girişler ve çıkışlar arasındaki bağlantılar, kural tabanındaki kurallar kullanılarak sağlanır. Bu birimde elde edilen değer kural tablosundan dilsel ifadeye çevrilir ve durulama birimine gönderilir. Bulanık çıkarım yöntemleri içerisinde en yaygın kullanılan ve bu çalışmada da kullanılan yöntem Mamdani yöntemidir. Durulama birimi, karar verme biriminden gelen bulanık bir bilgiden bulanık olmayan ve uygulamada kullanılacak gerçek değerin elde edilmesini sağlar. Durulama, bulanık bilgilerin kesin sonuçlara dönüştürülmesi işlemidir.

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(1),2014 18 KSU. Journal of Engineering Sciences, 17(1),2014 Durulama işleminde değişik yöntemler esas alınmaktadır. Bu yöntemlerden ağırlık merkezi yöntemi en yaygın kullanılan durulama yöntemidir. y n i 1 n i 1 y. ( y ) i A A ( y ) i i (4) Şekil-3. Valfin simulink modeli Bilgi tabanı, denetlenecek sistemle ilgili bilgilerin toplandığı bir veri tablosundan ibarettir. Girişler ve çıkışlar arasındaki bağlantılar, kural tabanındaki kurallar kullanılarak sağlanır. Bir sistem için kural tabanı geliştirilirken, sistem çıkışını etkileyebilecek giriş değerleri tespit edilmelidir. Bulanık kontrol kuralları genellikle uzman bilgisinden türetilir [9,16-18]. 4. SİSTEMİN SİMULİNK YAPISI gibidir. Karışım tankının simulink modeli Şekil-4 teki Bu çalışmada MATLAB/Simulink benzetim programı ile bütün sistem elemanlarının modelleri oluşturularak karışım tankının modeli elde edilmiştir. Tanka giren suyun akış miktarını kontrol etmek için kullanılan akış kontrol valfinin simulink modeli Şekil- 3 te gösterilmiştir [19-20]. Şekil-4. Su tankının simulink modeli. Karışım tankının sıcaklık ve seviye kontrolünün oluşturulduğu sistemin simulink modeli Şekil-5 te gösterilmiştir. Şekil-5. Sistemin simulink modeli 5. BMD TASARIMI BMD nin tasarım aşamasında, giriş ve çıkış değişkenlerinin, bulanık kümelerin tanımlanmasının, kuralların, bulanık çıkarımın ve durulama işleminin belirlenmesi gerekmektedir. dilsel değişkenleri NB (Negatif Büyük), NK (Negatif Küçük), SS (Sıfır), PK (Pozitif Küçük), PB (Pozitif Büyük) şeklinde kullanılmıştır. BMD nin yapısı Şekil- 6 da gösterilmiştir. Bulandırma işleminde giriş ve çıkış değişkenleri sembolik ifadelere dönüştürülmektedir. Denetleyicinin

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(1),2014 19 KSU. Journal of Engineering Sciences, 17(1),2014 Durulama biriminde, her kural için hata ve hata değişiminin üyelik ağırlık değerleri bulunarak, bu iki değerin en az üyelik ağırlığı ve buna göre çıkışların üyelik değerleri tespit edilmektedir. Durulama biriminin çıkışındaki sayısal değer sisteme uygulanan gerçek değerdir. 6. SİMÜLASYON SONUÇLARI Şekil.6. BMD giriş ve çıkış değişkenleri Simülasyon çalışmasında sisteme ilk olarak sıcaklık sabit referansta iken değişken seviye referansı verilmiştir. Bu durumda elde edilen seviye grafiği Şekil- 8 de gösterilmiştir. Her BMD için iki tane giriş seçilmiştir. Bu girişler seviye denetleyici için seviye hatası (e 1) ve seviye hata değişimi ( e 1), sıcaklık denetleyici için sıcaklık hatası (e 2) ve sıcaklık hata değişimi ( e 2) parametreleridir. k iterasyon sayısını göstermek üzere hataların ifadesi denklem 5 ve 6 da verilmiştir. e 1(k)=h ref (k)-h(k) (5) e 2(k)= t ref (k)-t(k-1) (6) Bu çalışmada girişler ve çıkışlar için Şekil-7 de gösterilen gaussian tipi üyelik fonksiyonu kullanılmıştır. Şekil-8. Değişken referanslı seviye grafiği Şekil-7. Üyelik fonksiyonları Seviye denetleyicisi tanktaki su seviyesini referans değerlere oldukça başarılı bir şekilde yaklaştırmıştır. Aynı zamanda sıcaklık denetleyicisi de suyun sıcaklık değerini istenilen değere ulaştırmıştır. Seviye referans değerlerinin değişimi sistemde bozucu etki oluşturmaktadır. Bu değişim noktalarında sıcaklık değerlerinde %4 lük bir hata meydana gelmiştir. Bu hatalar sıcaklık denetleyici tarafından başarı bir şekilde düzeltilmiştir. Sıcaklık grafiği Şekil-9 da verilmiştir. Bulanık çıkarım biriminde girişlerin çıkış ile ilişkisi belirlenen kurallarla sağlanır. Bulanık çıkarım için birçok farklı yapı kullanılmaktadır. Bu çalışmada min-max çıkarım yapısı kullanılmıştır vee her denetleyici için 25 adet kural yazılmıştır. Kural tablosu Tablo-2 de verilmiştir. Tablo-2. Bulanık kural tablosu. u e NB NK SS PK PB NB NB NB NB NK SS NK NB NB NK SS PK e SS NB NK SS PK PB PK NK SS PK PB PB PB SS PK PB PB PB Şekil-9. Sabit referanslı sıcaklık grafiği

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(1),2014 20 KSU. Journal of Engineering Sciences, 17(1),2014 Simülasyon çalışmasının ikinci kısmında ise sistemde, seviye referans değeri sabit iken değişken sıcaklık referansı verilmiştir. Seviye grafiği Şekil-10 da gösterilmiştir. Hem seviye kontrolünde hem de sıcaklık kontrolünde aşım olmadığı gözlemlenmiştir. Her iki çıkış değişkeni sonuçları incelendiğinde yükselme zamanı 45 s, yerleşme zamanı 50 s ve kararlı hal hatasının çok küçük olduğu görülmüştür. Ayrıca BMD sistemde oluşan bozucu etkileri kısa bir sürede düzeltmiştir. Bu çalışma ile çok girişli çok çıkışlı doğrusal olmayan dinamik yapıdaki bir sistemin kontrolünde BMD nin iyi bir denetim performansına sahip olduğu gözlemlenmiştir. 8. KAYNAKLAR Şekil-10. Sabit referanslı seviye grafiği Sistemdeki sıcaklık denetleyicisi, tanktaki suyun sıcaklığını istenilen değerlere yaklaştırmıştır. Seviye denetleyicisi de suyun seviyesini istenilen değere ulaştırmıştır. Seviye değişiklik çalışmasında olduğu gibi sıcaklık referans değerlerinin değişimi de sistemde bozucu etki oluşturmuştur. Bu değişim noktalarında seviye değerlerinde yaklaşık %5 lik bir hata meydana gelmiştir. Bu hatalar seviye denetleyici tarafından kısa sürede düzeltilmiştir. Bu çalışma durumunda elde edilen sıcaklık grafiği Şekil-11 de verilmiştir. Şekil-11. Değişken referanslı sıcaklık grafiği 7. SONUÇ Bu çalışmada iki girişli iki çıkışlı bir sıvı karışım tankının seviye ve sıcaklık denetim sistemi MATLAB/Simulink ile modellenmiştir. Sistemin seviye ve sıcaklık değişkenlerinin kontrolünde iki bağımsız BMD yaklaşımı ile başarılı sonuçlar elde edilmiştir. [1]. Güneş, M., Arslan, S., Bay, A.E., Çok Fonksiyonlu Bir Elektronik Pülverizatörde İlaçlama İşleminin Optimal ve Bulanık Kontrolü, KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16(2), 2013. [2]. Pradeepkannan, D., Sathiyamoorthy, S., Design and Modeling of State Feedback with Integral Controller for a Non-linear Spherical tank Process, International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, ISSN 2250-2459, Volume 2, Issue 11, November 2012. [3]. Tiwari, S.K., Kaur, G., Analysis of Fuzzy PID and Immune PID Controller for Three Tank Liquid Level Control, International Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE) ISSN: 2231-2307, Volume-1, Issue-4, September 2011. [4]. Hasan, S., Khan, S.K., Alam, S., Design and Implemetation of a Neural Control System and Performance Characterization with PID Controller for Water Level Control, International Journal of Artificial Intelligence & Applications (IJAIA), Vol.2, No.2, April 2011. [5]. Aslam, F., Haider, M.Z., An Implementation and Comparative Analysis of PID Controller and their Auto Tuning Method for Three Tank Liquid Level Control, International Journal of Computer Applications (0975 8887) Volume 21 No.8, May 2011. [6]. Lanas, A.I, Mota, G.L.A., Tanscheit, R., Vellasco, M.M., Barreto, J.M., Fuzzy Control of a Multivariable Nonlinear Process, In Proceedings of eight International Fuzzy Systems Association World Congress, Vol.2 (8), pp. 660-664, 1999. [7]. Şahin, S., Endüstriyel Otomasyon Eğitimi İçin Lookout Yazılım Tabanlı Sıvı Karışım Süreci Tasarımı, SDU Teknik Bilimler Dergisi, Cilt.2, Sayı.1, SS.42-45, 2012. [8]. Damarla, S.K., Kundu, M., Design of Multivariable Neural Controllers using a Classical Approach, International Journal of Chemical

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(1),2014 21 KSU. Journal of Engineering Sciences, 17(1),2014 Engineering and Applications, Vol. 1, No. 2, August 2010. [9]. Elmas, Ç., Yapay Zeka Uygulamaları, Seçkin Yayıncılık, 2.Baskı, Ankara, 2011. [10]. Özçalık, H.R., Kılıç, E., Yılmaz, Ş., Gani, A., Bulanık Mantık Esaslı Sıvı Seviye Denetiminde Farklı Üyelik Fonksiyonlarının Denetim Performansına Etkisinin İncelenmesi, Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013, 26-28 Eylül 2013, Malatya, S.243-247. [11]. Shahgholian, G., Movahedi, A., Modeling and Controller Design Using ANFIS Method for Non- Linear Liquid Level System, International Journal of Information and Electronics Engineering, Vol. 1, No. 3, November 2011. [12]. http://wikis.controltheorypro.com/images/mimoarticle.doc Access Time: 15.09.2014 14.20 PM. [13]. Engin, S.N., Kuvulmaz, J., Ömürlü, V.E., Fuzzy Control of an ANFIS Model Representing A Nonlinear Liquid-Level System Neural Computer & Application (2004) 13:202-210. [14]. Kılıç, E., Özbalcı, Ü., Özçalık, H.R., Lineer Olmayan Dinamik Sistemlerin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesinde MLP ve RBF Yapılarının Karşılaştırılması, Eleco 2012 Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu Bildiriler Kitabı, S.694-698, 29 Kasım 01 Aralık 2012, Bursa. [15]. Passino,K., and Yurkovich S., Fuzzy Control, Addison-Wesley Publishing Company, 1998. [16]. Özkop, E., Altaş, İ.H., Bulanık Mantık Denetleyici ile Aktif Otomobil Süspansiyon Denetimi XII. EEBB Mühendisliği Ulusal Kongresi Ve Fuarı, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir. Kasım 14 18, 2007. [17]. Şekkeli, M., Yıldız, C., Özçalık H.R., Bulanık Mantık ve PI Denetimli DC-DC Konvertör Modellenmesi ve Dinamik Performans Karşılaştırılması, 4. otomasyon sempozyumu, Samsun,Mayıs 2007. [18]. Özek, A., Sinecen, M., Klima Sistem Kontrolünün Bulanık Mantık ile Modellenmesi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt:10,Sayı:3, Sayfa: 353-358, Yıl:2004. [19]. Dharamniwas, Ahmad, A., Redhu, V., Gupta, U., Liquid Level Control by Using Fuzzy Logic Controller, International Journal of Advances in Engineering & Technology, July 2012, ISSN: 2231-1963. [20]. Jiang, W., The Application of the Fuzzy Theory in the Design of Intelligent Building Control of Water Tank, Journal of Software, Vol. 6, No. 6, June 2011.