Al Barazi, Abdul Aziz2025-07-312025-07-312024https://hdl.handle.net/11363/10155Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERCAN AYKUT Yer Bilgisi: İstanbul Gelişim Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics EngineeringOransal-Türevsel-Integral (PID) kontrolörleri, basitlikleri, esneklikleri ve çok çeşitli süreçleri yönetebilme yetenekleri nedeniyle kontrol sistemleri alanında kayda değer bir çözüm olmaya devam etmektedir. PID kontrolörlerinin çeşitli uygulamalardaki başarısına rağmen, PID ayarları uygulama sırasında sürekli bir zorluk olarak karşımıza çıkar. Bu ayar süreci, PID kontrolörlerinin çoğu dijital kontrol sistemi için gerekli olan ayrık formda uygulanmasıyla daha da karmaşık hale gelmektedir. Sürekli-zamanlı PID kontrolörlerinin ayrıklaştırılması, seçimi verimsiz hale getiren çok sayıda olası ayrık PID yapısını tanıtarak ekstra bir karmaşıklık katmanı ekler. Bu tez, FiFNF olarak adlandırılan genelleştirilmiş bir ayrık PID yapısını Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (PSO) ile entegre ederek ayrık PID kontrolörlerinin ayarlanmasını otomatikleştirmek için yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Genelleştirilmiş yapı, ayrıklaştırmada esneklik sağlamakta ve üç ayrıklaştırma yönteminin (İleri Euler Yaklaşımı, Geri Euler Yaklaşımı ve Yamuk Yaklaşımı) kombinasyonlarından türetilen 18 farklı olası ayrık PID yapısından otomatik seçim yapılmasına olanak tanımaktadır. Önerilen PID tasarımının test edilmesi ve doğrulanması için MATLAB ve Simulink'te deneysel simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, her iki yapı da PSO ile ayarlandığından, FiFNF ve geleneksel geri beslemeli PID yapısı arasında basit bir karşılaştırmalı analiz yapılmaktadır.Proportional-Integral-Derivative (PID) controllers remain a remarkable solution in the field of control systems due to their simplicity, flexibility, and ability to manage a wide variety of processes. Despite the success of PID controllers in various applications, PID tuning remains a persistent challenge during implementation. This tuning process becomes even more complicated when PID controllers are implemented in discrete form, which is necessary for most digital control systems. The discretization of continuous-time PID controllers adds an extra layer of complexity, introducing a wide range of probable discrete PID structures, yielding an inefficient selection process. This thesis introduces a novel approach for automating the tuning of discrete PID controllers by integrating a generalized discrete PID structure, named FiFNF, with Particle Swarm Optimization (PSO). The generalized structure provides flexibility in discretization, allowing automatic selection from 18 different possible discrete PID structures derived from combinations of three discretization methods: Forward Euler Approximation, Backward Euler Approximation, and Trapezoidal Approximation. Experimental simulations in MATLAB and Simulink have been conducted for testing and validating the proposed PID design accordingly. Moreover, a simple comparative analysis is presented between FiFNF and the conventional backward PID configuration, given that both configurations are tuned using PSO.eninfo:eu-repo/semantics/openAccessProportional-Integral-Derivative (PID) ControllersGeneralized Discrete PID StructureForward Euler ApproximationBackward Euler ApproximationTrapezoidal ApproximationParticle Swarm Optimization (PSO)Automatic PID TuningAutomatic Discrete PID SelectionOransal-İntegral-Türev (PID) DenetleyicilerGenelleştirilmiş Ayrık PID Yapısıİleri Euler YaklaşımıGeri Euler YaklaşımıYamuk YaklaşımıParçacık Sürü Optimizasyonu (PSO)Otomatik PID AyarıOtomatik Ayrık PID SeçimiMaster Thesis