Doğrusal hareketli tüpsel yapılı sürekli mıknatıslı adım motorunun dinamik davranışının incelenmesi ve bulanık mantık temelli denetimi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, daha önce Yüksek Lisans aşamasında laboratuvar modeli ve tam adım sayısal denetimi yapılmış olan Doğrusal Hareketli Sürekli Mıknatıslı Tüpsel Yapılı Adım Motoru' nun (DHSMTYAM) dinamik davranışı incelenerek bulanık mantık temelli mikro adım denetimi gerçekleştirildi. Motorun dinamik davranışını belirlemek için gerekli olan, elektriksel ve magnetik eşdeğer devreleri çıkarıldı, sürekli mıknatıs özellikleri belirlendi, endüktans, endüklem elektromotor kuvvet ifadesi, sürekli mıknatıs akısı, statik kuvvet-mesafe değişimi, kritik kuvvet-hız değişimi ve hız stratejisi deneysel ve teorik olarak bulundu. Mikro adım yapabilme yeteneği araştırıldı. Motorun en uygun şekilde denetlenebilmesi için, bilgisayarla senkronize çalışabilecek kapasitede, ön sürücü, D/A dönüştürücü ve kuvvetlendirici güç devresinden oluşan, tam adım ve mikro adım denetim uyumlu elektronik bir sistem geliştirildi. Pascal programlama dilinde yazılan ve motorun çalışmasında istenen değişikliklerin komutlardaki basit değişikliklerle yapılabildiği, bulanık mantık temelli mikro adım denetim programı, hız stratejisini de içerecek şekilde hazırlandı ve bilgisayar çıkışına iletilen bilgilerle motorun denetimi gerçekleştirildi. Motorun hareketini gözlemlemek için optik temelli bir ölçme düzeneği geliştirildi. Yapılan araştırmalar ve denetim sonuçlarının istenen amaçları sağlama yeterliliği tartışıldı. Bu konudaki diğer çalışmalarla karşılaştırmalar yapılarak, motorun ve denetim sisteminin verimi incelendi. Sistemin avantaj ve dezavantajlı yönleri hakkında bilgi verilerek yapılabilecek geliştirme çalışmaları ve muhtemel kullanım alanları önerildi. Diğer yöntem ve uygulamalar incelenerek, kullanılan yöntemlerin üstünlük, seçilme nedenleri üzerine açıklamalar ve bu çalışmanın devamı niteliğinde bir çalışma önerisi yapıldı. Anahtar Kelimeler: Doğrusal Hareket, Tüpsel Yapı, Sürekli Mıknatıslı Adım Motoru, Mikro Adım, Bulanık Mantık, Optik Ölçme Düzeneği. XIII

SUMMARY Analysis of Dynamic Behaviour and Fuzzy Logic Control of the Linear Permanent Magnet Tubular Step Motor In this study, the dynamic treatment of the Linear Permanent Magnet Tubular Step Motor has been analysed and micro step control which is based on fuzzy logic has been realised. This motor has been implemented and done its full step digital control during the master thesis. In order to determine the dynamic treatment of the motor, the required electrical, magnetic equivalent circuits and properties of the permanent magnets have been found out. Inductance, electro-motor-force, flux of the permanent magnet, static torque-displacement and rated force-speed variations, and velocity profile have been defined both theoretically and experimentally. Micro step ability of the motor was investigated. Well-adjusted pre- driver circuit, D/A converter and amplifier power circuit have been designed to control the motor either full step or micro step mode. The computer program has been prepared in PASCAL programming language in which operational changing can be done by small modifications in some lines of the program. In this program, not only has the micro step control based on fuzzy logic done, but also velocity profile has taken into account. An optical based distance measurement system has been designed to observe the motor motion. The control system and motor efficiency have been studied by comparing with the works which were held in this subject. Advantages and disadvantages of the system were given to define probable using areas and to help the future studies. After the references were examined carefully, more suitable solution methods have been chosen. Suggestions are offered in the last section of the thesis. Keywords: Linear, Tubular, Permanent Magnet Step Motor, Micro Step, Fuzzy Logic, Optical Measurement System. XIV