Fırçalı DC motorlarda hız ve kaskat konum kontrolü

Abstract

Endüstriyel otomasyon sistemlerinde; CNC'ler ve robot uygulamaları başta olmak üzere yüksek performanslı hız ve konum kontrolü, büyük önem arz etmektedir. Söz konusu yüksek performanslı hareket kontrolü; ileri beslemeli kontrol, kaskat kontrol, adaptif kontrol vb. gibi ileri düzey kontrol teknikleri ile mümkün olabilmektedir. Bu tez çalışmasında, öncelikle hız ölçümü için takogeneratör, açısal konum ölçümü için ise optik kodlayıcının kullanıldığı fırçalı DC motorlu bir hız ve konum kontrol deney seti gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deney seti ile açısal hız ve konum kontrolünün yanı sıra, lineer konum kontrolü de yapılabilmektedir. Amaçlanan tez çalışmasının ilk aşamasında, deneysel olarak elde edilen DC motorun matematiksel modeli kullanılarak, PID tabanlı açısal hız ve konum kontrol ve doğrusal kaskat konum kontrol çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen kontrolör tasarımı çalışmaları Matlab simulink kullanılarak test edilmiştir. Tez çalışmasının ikinci aşamasında ise benzetim ortamında test edilen kontrol algoritmaları PLC tabanlı deney seti üzerinde gerçek zamanda test edilmiştir. Söz konusu algoritmalar ile elde edilen benzetim ve deneysel sonuçlar ele alınarak karşılaştırılmalı gerekli performans analizi yapılmıştır.

In Industrial automation systems, Especially, high efficiency speed and position control like as CNCs and robotic applications are very important. Aforementioned high efficiency motion control can be possible by advanced process control techniques like feedforward control, cascade control, adaptive control e.t.c.In this thesis, firstly, tacogenerator was used for speed measurement and optical encoder was used for angular position measurement. In addition, brush dc motor speed and position control experiment set was carried out. As well as angular position and speed control and linear position control can be practiced by performed experiment set. In the first part of thesis, PID-based speed and position control and linear cascade position control applications were achieved by using mathematical model of DC motor which was obtained experimentally. Performed controller designs were simulated with Matlab. In the second part of thesis, control algorithms were performed with experiment set in real time and PLC-based, which were simulated on Matlab. Simulation and experimental results were obtained by aforementioned algorithms which were used for essential performance analysis.