Incremental fuzzy control of BLDC motor on FPGA for missiles

Abstract

Bu çalışmada, füzelerin BLDC motorları içeren kardanları ve kanatçıkları için FPGA üzerinde Artırımlı Fuzzy ve PI kontrol metotlarının karşılaştırılması araştırılmıştır. BLDC motorları, yüksek performansları nedeniyle güdümlü füzelerin iki önemli bölümünde yaygın olarak kullanılmaktadır. İlk olarak, kardanlar genellikle iki BLDC motor ve arayıcı kamera içerir. Bu motorlar arayıcı kameranın iki eksende hareketi sağlar, böylece füzeler hedefi izleyebilir. İkinci olarak, füzeler kanatçıkların kontrol sisteminde kullanılan BLDC motorları tarafından istenen yöne yönlendirilebilir. Bu görevlere göre, BLDC motorlarının kontrolü füzeler ve savunma endüstrisi için çok önemlidir. Bu nedenle, Artırımlı Fuzzy ve PI kontrol metotlarının BLDC motorlarındaki performansı, hem simülasyon hem de deneysel çalışma açısından ayrıntılı olarak analiz edildi. Simülasyon sonuçları Matlab/Simulink programı kullanılarak elde edildi. Deneysel sonuçlar için FPGA tabanlı elektronik kart kullanıldı. Deneysel sonuçlar simülasyon sonuçlarıyla uyumludur. Artırımlı Fuzzy kontrol yönteminin PI kontrol yönteminden daha güvenilir ve kararlı olduğu kanıtlanmıştır. Bu nedenle, Artırımlı Fuzzy kontrol yönteminin uygulanması füze performansını artırır.

In this study, the comparison of Incremental Fuzzy and Proportional Integral (PI) control methods on Field Programmable Gate Array (FPGA) is investigated for gimbals and fins of missiles which include Brushless Direct Current (BLDC) motors. The BLDC motors are widely used in two important parts of guided missiles due to their high performance. Firstly, Gimbals usually include two BLDC motors and seeker camera. These motors provide two axis seeker camera motions, so the missiles can trace the target. Secondly, missiles can be guided to intended direction by BLDC motors that are used in the control system of fins. According to these roles, the control of BLDC motors is very important for missiles and defense industry. Therefore, the performances of Incremental Fuzzy and PI control methods on BLDC motors were analyzed in detail in terms of both simulation and experimental study. The simulation results were obtained by using Matlab/Simulink program. FPGA based electronic board was used for experimental results. The experimental results are compatible with simulation results. It is proved that Incremental Fuzzy control method is more reliable and stable than PI control method. So implementation of Incremental Fuzzy control method improves the missiles performance.