Adaptive optimum control of a separately excited DC-machine using microcontroller
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 19328
- Danışmanlar: DOÇ.DR. FUAT GÜRLEYEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Adaptif denetim sistemleri, Doğru akım motorları, Hız denetimi, Mikrodenetleyiciler, Adaptive control systems, Direct current motors, Speed control, Microcontroller
- Yıl: 1991
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET SERBEST UYARMALI DA-MAK I NAŞININ MIKRODENETLEYICI KULLANILARAK ADAPT IF OPTİMUM KONTROLÜ Uyarma akıma sabit tutulan bir doğru akım makinasının rotor uçlarına uygulanan gerilim değiştirilerek, hız kontrolü amaçlanmıştır. Makinanın durum denklemleri aşağıdaki gibi verilmiştir. diq 1 Kq Kq = iq n +. vq (2.1) dt Tq Tq TR dn ıq - my d t Tn Th Bu denklemlerde birime indirgenmiş olarak iq : rotor akımı n s devir sayısı Vq : giriş gerilimi my s yük momenti Tq = Lq/Rq î rotor devresi zaman sabiti Kq = Vqn/lqnRq s rotor devresi kazancı Tn = 2TiJNon/Men : hızlanma zaman sabiti J ı eylemsizlik momenti Men s anma momen t i Vqn: anma rotor gerilimi lqnî anma rotor akımı Non r boştaki anma devir sayısını sembolize etmektedir.Bu tez çalışmasında, (2.1) ve (2.2) numaralı denklemlerle tanımlanan bir serbest uyarmalı doğru akım makinasına adaptif optimum kontrol uygulamak amacı ile bir donanım tasarlanmaya çalışılmıştır. Bu kontrol yöntemine göre uyarı akısı sabit tutularak rotor gerilimi değiştirilir. Model referans adaptif kontrol yaklaşımı kullanılmış ve bu iki aşamada uygulanmaya çalışılmıştır. İlk aşama, optimum kontrol stratejisinin ve ideal referans modelin belirlenmesidir. İkinci aşama ise, adaptif kontrol stratejisinin saptanmasıdır. Yukarıda sözü edilen adaptif ve optimal kontrol 5 tratej" ilerinin gerçekleştirilebilmesi için bir mikrobilgisayara gereksinim vardır. Optimum kontrol stratejisinin amacı minimum zamanlı bir optimum geçici rejim davranışı ve minimum sürekli hal hatası elde etmek ve bu arada. rotor akım ve gerilimlerini de sağlamaktır. Sözü edilen koşullar gözönüne alınarak amaç ölçütü (3.£a.) numaralı denklemdeki gibi seçilmiştir. 1 1 2 J = Sjjntf-Nr-) + s2 t f I m (vq-n- )2 dt 0 Kq (3. 2aî) Bu denklemde tf yerleşme zamanı olup minimum amaç ölçütüne (3.2b) de belirtilen koşullarla ulaşılmaya |iqJ < Im and vq < i (3.2b) çalışılırsa optimum kontrol kuralı olarak (3.3) vı ıdenklemleri elde edilir: vq = n + lm/KQ. 0 i t i tf (3.3) vq = Nr + mv/Kq. t > tf Burada, Im izin verilen maksimum akım seviyesidir. Pratikte ise optimum performans nadiren elde edilir çünkü ası değişiklikleri, doyma ve eylemsizlik momenti, doğru akım makinasinda birçok hızlı ve ölçülemeyen parametre değişimine yol açar. Burada elde edilen anma değerler, ancak gerçek sistem için bir optimal referans model oluşturulmasını sağlarlar. Adaptif kontrol stratejisinin amacı ise ileri ve geri besleme denetleyicilerini ayarlayan uygun bir adaptasyon mekanizması tasarlamaktır. Yani, kontrol kural ı vqp = - Kp(e,t)«y + Ku(e,t).vq (3.4) ile hata vektörü e = x - y (3.5) motor parametreleri anma değerlerinden uzaklaşsa bile sıfıra eşitlenmeye çalışılır. (2.1) ve (2.2) de verilen motor durum denklemleri (3.6)'daki oibi dx dt dv dt = A*x + B«vQ +C»mv. x=[n iQ] = Ap.y + Bp<vqp +CD«myp, y=[np iqpl (3.6) T genelleştirilmiş durum hatası için aşağıdaki dif f eransivaî denklem elde edilir:de = A. e + F«y + E-vq + C«my - Cp.myp (3.7) dt burada. F = A - Ap +Bp'Kp B = B - Bp«Ku dur. Düşünülmesi gereken diğer bir konu da modelin vük momenti my'nin belirlenmesidir. Burada aşağıdaki denklem seçilerek dnp my = Th iqp (3.8) dt hata diferansiyal denklemi yeniden düzenlenir. Uygun bir Lyapunov -fonksiyonu seçilerek sonuca ulaşılır. Karar verilen stratejinin gerçekleştirilmesi için kurulan donanımın merkezini bir mikrodenetleyici oluşturmaktadır. Referans model mikrodenetleyicinin belleğinde oluşturulur. Gerçek bilgiler, A/D çeviriciler üzerinden okunur. Akım bilgisi parallel, devir sayısı seri çeviriciler üzerinden okunur. Ara devrelerde gürültü problemi yaşamamak için opto-yalıtıcılar kullanılmıştır. Motorun sürülmesi için doğru akım kıyıcı tasarlanmıştır. Bunu sağlamak için önce mikrodenetleyici bir D/A çeviriciye bilgi gönderir. Çeviricinin çıkış gerilimi darbe genliği modulasyonu sağlayan bir yonga tarafından MDSFET anahtarlı sürücü devreye ulaştırılır. Anahtarın belli bir sıklıkla konum değiştirmesi ve kaynak gerilimini bu sıklıkla motora iletmesi doğru akım kıyıcı şeklindeki çalışmayı sağlar.Ayrıca sisteme dışarıdan kumanda edebilmek için bir tuş takımı kullanılmaktadır. Tuş takımı bir DTMF gönderici ve bir de DTMF alıcı aracılığı ile mikrodenetleyiciye ulaşarak sadece 5 port bitini kullanır. Sekiz adet 7-segmanlı gösterge sistemin gerçek ve istenen bazlarını göstermeye yarar» Aynı zamanda, tuş takımından girilen değerleri gösterir ve sistemin programlama ya da çalışma modunda olduğunun anlaşılmasını sağlar.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT In this study, the adaptive optimum control of a separately excited dc- machine is aimed. The optimum and adaptive strategies are determined in two steps, where the optimum voltage input and state trajectories only constitute an optimum reference model for the plant. To build such a system in practice, a microcontroller is used. The actual rotor current is measured through a parallel A/D converter and the actual speed is measured through a serial one by the control ler. A dc-chopper is the driver of the machine and contains a D/A converter, a PWM regulator, MOSFET switch, and a dc-supply. The mechanism also contains a keypad and its interface circuit to accept programming commands. A display module shows the actual and desired speeds of the motor.
Benzer Tezler
- Doğru akım makinasının adaptif ve optimal kontrolunun pratik gerçeklenmesi
Practical implementation of optimal model reference adaptive control of direct current machine
VEDAT DEVECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. KEMAL SARIOĞLU
- D.A. makinasının parametre kestirimli adaptif optimal kontrolu
Adaptive optimal control with parameter estimation of A.D.C. machine
CİHANGİR HAN SELEK
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. FUAT GÜRLEYEN
- Sincap kafesli asenkron makinalarda modern kontrol yöntemlerinin uygulanması
The Application of modern control methods in squirrel cage induction machines
METİN GÖKAŞAN
Doktora
Türkçe
1989
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. TAMER KUTMAN
- Manipulatör kontrolü için çok değişkenli adaptif PID regülatör
Multivariable adaptive pid regulatör for manipulator control
A.SELÇUK TEKDEMİR