Doğru Akım motorları için elektriksel yük benzetimcisi tasarımı ve model öngörülü kontrolü

Abstract

Motorlara olan ihtiyaçların artmasıyla birlikte motor performanslarının doğrulanmasında kullanılan Elektriksel Yük Benzetimcileri'ne (EYB) olan ihtiyaçlar da artmıştır. EYB kullanımları sırasında bazı sorunlarla karşılaşılmaktadır. Karşılaşılan sorunlardan biri de bozucu momentlerin sistemin kontrolünü zorlaştırmasıdır. Tezde EYB sitemine etki eden bu bozucu momentleri tolere edebilecek bir tork kontrolcüsünün tasarımından bahsedilmiştir. Kontrolcü tasarımında Model Öngörülü Kontrol (İng. Model Predictive Control, MPC) yöntemi kullanılmıştır. Tez çalışmasında ilk olarak EYB sistemi tanıtılmış ve EYB ile yapılabilen motor testlerinden ve Model Öngörülü Kontrol'den bahsedilmiştir. Daha sonra EYB sisteminin sistem tanımlama uygulamaları ile modelleri çıkarılmış ve bu modeller benzetim ve gerçek zamanlı testler ile doğrulanmıştır. Çıkarılan modeller üzerinden bir MPC tork kontrolcüsü tasarlanmıştır. Tasarlanan MPC tork kontrolcüsü EYB sisteminde tork-hız testinde denenmiştir. Daha sonra Tork-Hız Testi'ndeki performansı, karşılaştırma amaçlı sentezlenen Oransal-İntegral-Türevsel Kontrol (İng. Proportional-Integral-Derivative Control, PID) tork kontrolcüsünün Tork-Hız Testi'ndeki performansı ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar sonucunda MPC tork kontrolcüsünün PID tork kontrolcüsüne göre daha iyi bir performans sergilediği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Elektriksel Yük Benzetimcisi (EYB), Model Öngörülü Kontrol (MPC), Tork Kontrolü, Sistem Modelleme, Doğru Akım Motorları

With the increase in the need for motors, the need for Electrical Load Simulators (ELS) used in the verification of motor performance has also increased. Some problems are encountered during the use of ELS's. One of the problems encountered is that disturbing moments make the system difficult to control. In the thesis, the design of a torque controller that can tolerate these disturbing moments affecting the ELS system is mentioned. Model Predictive Control (MPC) method was used in controller design. In the thesis study, the ELS system was first introduced and the motor tests and Model Predictive Control that be done with ELS were mentioned. Then, the system identification applications and models of the ELS system were created and these models were verified by simulation and real-time tests. An MPC torque controller was designed on the models that have been released. The designed MPC torque controller was tested in the torque-speed test in the ELS system. Then, its performance in the Torque-Speed Test was compared with the performance of the Proportional-IntegralDerivative Control (PID) torque controller synthesized for comparison purposes in the Torque-Speed Test. As a result of the comparisons, it is seen that the MPC torque controller performs better than the PID torque controller. Keywords : Electrical Load Simulator (ELS), Model Predictive Control (MPC), Torque Control, System Modeling, Direct Current Motors