Plazma İletiminin Optimal Kontrolü Üzerine

Benzer belgeler
İleri Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

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

İleri Diferansiyel Denklemler

Alçaltıcı DA-DA Çevirici Analiz ve Tasarımı

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

İleri Diferansiyel Denklemler

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı: Mehmet Tarık Atay. 2. Doğum Tarihi: 13 Kasım Unvanı: Yrd. Doç. Dr. 4. Öğrenim Durumu:

Sigma 2006/3 Araştırma Makalesi / Research Article A SOLUTION PROPOSAL FOR INTERVAL SOLID TRANSPORTATION PROBLEM

Birinci Mertebeden Adi Diferansiyel Denklemler

ZAMAN SKALASINDA LİNEER OLMAYAN İNTEGRAL EŞİTSİZLİKLERİ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Hakan TEMİZ. Danışman Doç. Dr. Mustafa Kemal YILDIZ

Şekil 1.1 Genliği kuvantalanmamış sürekli zamanlı işaret. İşaretin genliği sürekli değerler alır. Buna analog işaret de denir.

İleri Diferansiyel Denklemler

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

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

İleri Diferansiyel Denklemler

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

ELİF DEMİRCİ HAMAMCIOĞLU

İleri Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

HOMOGEN OLMAYAN DENKLEMLER

KARABÜK İÇİN DERECE-ZAMAN HESAPLAMALARI DEGREE-TIME CALCULATIONS FOR KARABÜK

İleri Diferansiyel Denklemler

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

BÖLÜNMÜŞ FARKLAR (DİVİDED DİFFERENCES)

Bekleme Hattı Teorisi

EEM 452 Sayısal Kontrol Sistemleri /

İŞARET ve SİSTEMLER (SIGNALS and SYSTEMS) Dr. Akif AKGÜL oda no: 303 (T4 / EEM)

EÜFBED - Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Cilt-Sayı: 3-2 Yıl:

Kimya Mühendisliğinde Uygulamalı Matematik

İleri Diferansiyel Denklemler

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

İleri Diferansiyel Denklemler

PARABOLİK DENKLEMLERDE BİLİNMEYEN KAYNAK TERİMLERİNİN BULUNMASI İÇİN PROSEDÜR VE PROGRAMLAR. Alper Bostancı

Lineer Dönüşümler ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv.Dr. Nevin ORHUN

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MAT 5001

1 Lineer Diferansiyel Denklem Sistemleri

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Matematik Hacettepe Üniversitesi 1995 Y. Lisans Matematik

Prof. Dr. Abdullah YILDIZ KİŞİSEL BİLGİLER: Adı Soyadı : Abdullah Yıldız Doğum Yeri : Kayseri/Yahyalı Doğum Tarihi: ÖĞRENİM DURUMU :

İÇİNDEKİLER KISIM 1: BİRİNCİ MERTEBE ADİ DİFERENSİYEL DENKLEMLER

BÖLÜM HARMONİK OSİLATÖR

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 SAYILAR 11 Bölüm 2 KÜMELER 31 Bölüm 3 FONKSİYONLAR

BÖLÜM 16 KUANTUM : AYRILABİLEN SİSTEMLER

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı: Salih YALÇINBAŞ 2. Doğum Tarihi: Unvanı: Doç.Dr. 4. Öğrenim Durumu:

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

DENKLEMLER CAUCHY-EULER DENKLEMİ. a n x n dn y dx n + a n 1x n 1 dn 1 y

İleri Diferansiyel Denklemler

ÖZGEÇMİŞ Doç. Dr. NİLÜFER TOPSAKAL

8. HAFTA ZAMANA BAĞLI ISI İLETİMİ

ÖZGEÇMİŞ. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl

Üniversitelerde Yapılan Öğrenci Memnuniyet Anketinin Grey Evaluation Metodu ile Ölçülmesi

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Diferansiyel Denklemler (MATH 276) Ders Detayları

MATLAB DA SAYISAL ANALİZ DOÇ. DR. ERSAN KABALCI

BÖLÜM 1: TEMEL KAVRAMLAR

Kısmi Diferansiyel Denklemler (MATH378) Ders Detayları

İÇİNDEKİLER. Bölüm 2 CEBİR 43

Lineer Programlama. Doğrusal terimi, hem amaç hem de kısıtları temsil eden matematiksel fonksiyonların doğrusal olduğunu gösterir.

Math 322 Diferensiyel Denklemler Ders Notları 2012

Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Lisans Matematik Fırat Üniversitesi Yüksek Lisans Uygulamalı Matematik Fırat Üniversitesi

Diferansiyel Denklemler (MATH 276) Ders Detayları

Birinci Mertebeden Diferansiyel Denklemler Edwards and Penney, Difarensiyel denklemler ve sınır değer problemleri (çeviri: Prof. Dr.

TERMODİNAMİĞİN BİRİNCİ YASASI

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Üstel Öğrenme ve Genel Bozulma Etkili Akış Tipi Çizelgeleme Problemi: Maksimum Tamamlanma Zamanı Minimizasyonu

EDUCATION Degree University Department / Program Years

İşaret ve Sistemler. Ders 1: Giriş

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl

LİNEER OLMAYAN OLUŞUM DENKLEMLERİNİN ÜSTEL RASYONEL FONKSİYON METODUYLA ÇÖZÜMÜ. Geliş Tarihi: Kabul Tarihi:

Ç NDEK LER II. C LT KONULAR Sayfa Öz De er Öz Vektör.. 2. Lineer Cebir ve Sistem Analizi...

Genel Graf Üzerinde Mutlak 1-merkez

Bölüm 4 Zamana Bağlı Isı İletimi

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

ÜNİTE. MATEMATİK-1 Yrd.Doç.Dr.Ömer TARAKÇI İÇİNDEKİLER HEDEFLER DOĞRULAR VE PARABOLLER

Taşkın, Çetin, Abdullayeva 2. ÖZDEŞLİKLER,DENKLEMLER VE EŞİTSİZLİKLER

ÖĞRENCİLERİNİN SINAV NOTLARI DAĞILIMININ DEĞERLENDİRİLMESİ: İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ÖĞRENCİLERİ ÖRNEĞİ

İleri Diferansiyel Denklemler

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ BLOK DİYAGRAM İNDİRGEME KURALLARI

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

STURM-LIOUVILLE OPERATÖRÜNÜN SAYISAL ÖZDEĞERLERİ NUMERICAL EIGENVALUES OF STURM-LIOUVILLE OPERATORS

Yaşar PALA a, *, Mehmet ÇAVUŞ a. Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

(14) (19.43) de v yi sağlayan fonksiyona karşılık gelen u = F v fonksiyonunun ikinci türevi sürekli, R de 2π periodik ve

Kaynaklar Shepley L. Ross, Differential Equations (3rd Edition), 1984.

YRD DOÇ. DR. NURGÜL OKUR. ÖZGEÇMİŞ ve ESER LİSTESİ. Derece Alan Üniversite Yıl. Lisans FEF, Matematik Karadeniz Teknik Üniversitesi 2002

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MAT 5002

Address : Celal Bayar University, Faculty of Arts & Science, Department of Mathematics, Muradiye Campus, 45140, Yunusemre-Manisa/TURKEY

ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MATEMATİK ANABİLİM DALI MATEMATİK PROGRAMI DERS LİSTESİ

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

BULANIK TOPSİS YÖNTEMİYLE TELEFON OPERATÖRLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

İleri Diferansiyel Denklemler

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Yard. Doç. Dr. İrfan DELİ. Matematik

Uzayda iki doğrunun ortak dikme doğrusunun denklemi

İleri Diferansiyel Denklemler

Transkript:

Plazma İletiminin Optimal Kontrolü Üzerine 1 Yalçın Yılmaz, 2 İsmail Küçük ve 3 Faruk Uygul *1 Faculty of Arts and Sciences, Dept. of Mathematics, Sakaya University, Sakarya, Turkey 2 Faculty of Chemical and Metallurgical Engineering, Mathematical Engineering, Yildiz Technical University, Istanbul, Turkey 3 College of Arts & Sciences, Department of Maths & Stats, American University of Sharjah, Sharjah, UAE Abstract An optimal control problem in plasma transport is formulated. The method of solution involves Fourier-sine expansion to transform the original problem into the optimal control of lumped parameter system in time. Next, the time-variant control problem is solved by using a variational approach. A numerical example is given to demonstrate the applicability and the efficiency of the proposed method. Keywords Optimal control, Plasma transport, Variational approach Özet Bu çalışmada bir plazma iletimi için optimal kontrol problemi formüle edilmiştir. Kullanılan çözüm yöntemi orjinal problemi, zamana göre düzenlenmiş parametre sisteminin optimal kontrolüne dönüştüren Fourier sinüs açılımıdır. Zamana göre değişen kontrol probleminin çözümü için varyasyonel yaklaşımdan yararlanılmıştır. Ayrıca verilen yöntemin verimliliği ve uygulanabilirliğini göstermek için sayısal bir örnek ifade edilmiştir. Anahtar Kelimeler Optimal kontrol, Plazma taşınması, Varyasyonel yaklaşım 1. Giriş Serbest elektronlara sahip iyonize edilmiş gaz olan plazma, özgün özelliklerinden dolayı maddenin farklı hali olarak dikkate alınmaktadır. Plazma taşınması; plazma yoğunluğu, sıcaklık ve akım gibi fiziksel değişkenlerin davranışlarını incelemektedir. Biz bu çalışmada 1-boyutlu geometriye sahip basitleştirilmiş plazma taşıma modeli ele aldık. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (1) ( ) ( ) ( ) (2) ( ) ( ) (3) *Corresponding author: Address: Faculty of Arts and Sciences, Department of Mathematics, Sakarya University, 54187, Sakarya, Turkey. E-mail: yalciny@sakarya.edu.tr, Phone: +90 264 2955999

Y. YILMAZ et al./ ISITES2015 Valencia -Spain 1816 başlangıç-değer problemi için tanımladığımız ( ) ( ) ( ) ( ) (4) fonksiyonelini ele alıyoruz. Burada son zaman noktasını, ( ) (1)-(3) probleminin çözümünü, ( ) ise hedef fonksiyonunu tanımlamaktadır. (4) deki ilk terim hedefle son durum arasındaki mesafeyi, ikincisi ise kontrolün enerjisini ifade eder. ( ) ( ), ( ) { } olmak üzere iç çarpımın ( ) ( ), normun ise ( ) şeklinde tanımlandığı bir Hilbert uzayı olsun. Bu çalışmada optimal kontrol problemi, (4) ile verilen performans index fonksiyonunun ( ) ( ) ( ) olacak şekilde minimize edilmesidir. 2 Kontrol problemi Fourier-Sinüs açılımı yardımıyla (1)-(3) problemini çözmek için öncelikle ( ) ( ), özfonksiyonunu dikkate alalım. Bu durumda ( ) fonksiyonunun ( ) ( ) ( ) şeklinde olduğunu varsayalım. Bu durumda (1) den ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) yazılır. Biz burada halini, yani çözümün ( ) ( ) ( ) olması durumunu inceleyeceğiz. { ( )} fonksiyonlarının ortogonalliğinden ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) veya buna denk olan ( ) ( ) ( ) (5) eşitliği çıkar. ( ) ( ) ( ) ( ) başlangıç koşulundan

Y. YILMAZ et al./ ISITES2015 Valencia -Spain 1817 ( ) ( ) ( ) elde edilir. (5) lineer denklemi çözülürse ( ) ( ) ve buradan da ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( ) ) ( ) bulunur. Böylece (1) denkleminin (2)-(3) başlangıç-sınır koşullarını sağlayan çözümünü elde ederiz. Şimdi ( ) nin bu değerini ( ) performans index fonksiyonununda yazalım: ( ) ( ( ) ( ) ( )) ( ) ( ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ). ( ) nin ( ) kontrol fonksiyonuna göre 1. varyasyonu sıfır olmalıdır. Dolayısıyla aşağıdaki denklem yazılır: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( ) ( ) ) ( ( ) ( ) ) ( ) ( ) ( ) ( ) { ( ) [ ( ) ( ) ] ( )} ( ) Bu durumda ( ) ( ( ) ( ) ) ( ) ( ) ( ) (6)

Y. YILMAZ et al./ ISITES2015 Valencia -Spain 1818 çıkar ki burada,, ( ) ( ),, sabitleri tanımlanırsa ( ) ( ) ( ) ( ) veya ( ) ( ) ( ) (7) elde edilir. (7) kontrol fonksiyonunun bu değeri (6) da yazılır ve düzenlenirse ( ) ( ( ) ( ) ) değeri elde edilir. Böylece kontrol fonksiyonu ( ) ( ) ( ) ( ) şeklinde bulunmuş olur. Birkaç örnek verelim. Örnek 1 Başlangıç fonksiyonu ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) hedef fonksiyonu ( ), ve olsun. Buna göre aşağıdaki grafikte için ( ) nin ( ) ye nasıl yaklaştığı gösterilmiştir:

Y. YILMAZ et al./ ISITES2015 Valencia -Spain 1819 Örnek 2 Başlangıç fonksiyonu ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) hedef fonksiyonu ( ) ( ) ( ), ve olması halinde hedef fonksiyona yaklaşımlar aşağıdaki gibidir.

Y. YILMAZ et al./ ISITES2015 Valencia -Spain 1820 Sonuç Bu çalışmada, plazma taşınmasında ortaya çıkan bir kısmi diferansiyel denklemin optimal kontrolünün varlığı gösterilmiştir. Hedef fonksiyonunun ve parametrelerin daha uygun seçimine göre kontrolün daha iyi yaklaşım gösterdiği örnekler verilebilir. Çözüm fonksiyonu ( ) deki nin daha yüksek değerleri dikkate alındığında optimal kontrolün nasıl değiştiği gösterilebilir.

Y. YILMAZ et al./ ISITES2015 Valencia -Spain 1821 Referanslar [1] Chao Xu, Joseph N. Dalessio, and Eugenio Schuster. Optimal control of a parabolic pde system arising in plasma transport via diffusivityinterior-boundary actuation. In Proceedings of the 47th IEEE Conference on Decision and Control, pages 2099 2104, 2008. [2] I. Sadek, Necessary and sufficient conditions for the optimal control of distributed parameter systems subject to integral constraints, Journal of the Franklin 325 (5) (1988) 565 583. [3] J.M. Sloss, J.C. Bruch Jr, I.S. Sadek, A maximum principle for nonconservative self-adjoint systems, IMA Journal of Mathematical Control and Information 6 (1989) 199 216. [4] G.-P. Cai, S.X. Yang, A discrete optimal control method for a flexible cantilever beam with time delay, Journal of Vibration and Control 12 (5) (2006) 509 526.