Doğru akım motor hızının bulanık mantık ile kontrolü

Abstract

IV DOĞRU AKIM MOTOR HIZININ BULANIK MANTIK İLE KONTROLÜ Kadir Vardar Elektrik-Elektronik Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 2004 Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Bekir MUMYAKMAZ ÖZET Kolay kontrol edilebilme ve yüksek performans gibi üstünlüklere sahip olan doğru akım motorlarının hızları geniş sınırlar içerisinde ayarlanabilmektedir. Bu niteliklerinden dolayı DA motorları endüstride hız ve hassas konumlandırma uygulamalarında kullanılmaktadırlar. Günümüzde hız kontrolünde, klasik kontrol teknikleri (PID) oldukça yaygın bir kullanım alanına sahiptir. Fakat lineer olan bu kontrol teknikleri nonlineer sistemlerde kötü performans sergilemektedirler. Bu yüzden; hız kontrol uygulamalarında, nonlineer sistemlerin etkili bir şekilde kontrolüne olanak sağlayan Bulanık mantık kullanılmaya başlanmıştır. Bu tezde; DA motorunun hız kontrol için etkili ve ucuz bulanık kontrolör tasarlanmıştır. İlk olarak; kontrol sistemi MATLAB/Simulink® 'te modellenmiştir. Simülasyon sonuçlarının ışığında; kapalı çevrim kontrol sisteminin ve gerekli ünitelerinin tasarımına geçilmiştir. Sistem; DA Besleme kaynağı, DA motor ve generatörü, DA kıyıcı, sinyal şekillendirici, filtreler, takogeneratör ve kontrolörden oluşmaktadır. Kontrolör olarak; ucuz ve çevre birimleri geniş olan PIC 16F877 mikrodenetleyicisi kullanılmıştır. Kontrolöre; LCD, tuş takımı ve RS232 birimleri eklenerek dışarıdan parametre ayarlanabilmesi sağlanmıştır. Doğrusal olmayan bulanık kontrolör parametreleri el ile ayarlanmaya çalışılmıştır. Ve bu parametrelerinin sistem üzerine etkileri incelenmiştir. Performans belirlemek için çeşitli deneyler yapılmıştır. Deney sonuçlarına bakıldığında; bulanık kontrolör, maksimum aşım, yerleşme zamanı, yük kararlılığı bakımından tatmin edici sonuçlar vermiştir. Anahtar Kelimeler: DA Motoru, Bulanık Mantık, Kontrol Sistemi, Matlab, 16F877, Mikrodenetleyici.

DIRECT CURRENT MOTOR SPEED CONTROL USING FUZZY LOGIC Kadir Vardar Electrical and Electronics Engineering MSc. Thesis, 2004 Supervisor: Assist. Prof. Dr. Bekir MUMYAKMAZ SUMMARY Direct Current Motors are controlled easily and have very high performance. The speed of the motors could be adjusted within a wide range. Thus, DC motors are extensively used in industry for sensitive speed and position control applications. Traditionally, conventional proportional-integral-derivative (PID) controllers have been used in speed control. However, these linear controller techniques show poor performance in nonlinear systems. Therefore; Fuzzy Logic Controllers has gained a lot of attention in controlling nonlinear and multi variable systems. In this thesis, low cost yet effective fuzzy controller was designed for speed control of a DC motor. Firstly; a fuzzy logic controller system was modeled in MATLAB/Simulink® environment. By taking the results of the simulation into account; a closed loop control system and necessary units were designed. The system consists of a DC motor and generator group, a DC power supply, a DC chopper, a signal conditioner and filter unit, and a microcontroller. The microcontroller (PIC 16F877) which was quite cheap and had a wide spread of peripheral units was used as controller. The controller unit was also furnished with an LCD, a keypad and an RS232 unit. The fuzzy logic control algorithm was implemented PIC 16F877 and its parameters were adjusted by hand-tuning. Various experiments were made to determine the performance of the designed controller. As a result; fuzzy logic controller performance was found to be satisfactory regarding maximum overshoot, settling time and stability. Keywords: DC Motor, Fuzzy Logic, Control Systems, Matlab, PIC16F877, Microcontroller.