Esnek hesaplama tabanlı DA motorun hız kontrolü
Speed control of DC motor based on soft computing
Yazar: ALİ BAŞAR AVAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDÜLSAMED TABAK
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Doğru akım motorları = Direct current motors ; Genetik algoritmalar = Genetic algorithms ; PID = PID ; Parçacık sürü optimizasyonu = Particle swarm optimization

Özet:
Doğrusal ve dairesel hareketlerin, ihtiyacımız doğrultusunda uygulanabilmesinin birkaç yolu bulunmaktadır. Bunlardan en yaygın olanı elektrik motorları kullanılarak sağlanan hareketlerdir. Bu doğrusal ve dairesel hareket bazen basit yöntemlerle sağlanırken, bazı durumlarda hassas bir otomatik kontrole ihtiyaç duyulmaktadır. Bu durumda, kullanılan motorun karakteristik özelliklerinin bilinmesi ve motora uygun bir kontrolcü tasarımı yapılması gerekir. Bu çalışmada, karakteristik özellikleri hakkında bilgi bulunmayan sabit mıknatıslı bir doğru akım motorunun parametreleri deney yoluyla elde edilerek farklı denetleyiciler vasıtasıyla kontrol edilmiştir. 
İlk olarak motor parametrelerinin bulunması için bir deney düzeneği hazırlanmıştır. Uzaktan kontrol ile yönetilen küçük oyuncak aracın gövdesi kullanılarak DA motor sabitlenmiş ve açısal hız ölçümü için bir hall efekt sensör kullanılmıştır. Güç kaynağı ile voltaj sağlanmış, ölçü aleti ile akım değerleri ölçülmüştür. Elde edilen bu üç veri, MATLAB eğri uydurma uygulamasında işlenmiş ve gerekli motor parametreleri elde edilmiştir. DA motorun simülasyon modeline PID kontrolcü eklenmiş ve bu PID kontrolcünün parametrelerinin belirlenmesi için farklı yöntemler denenmiştir. Bu yöntemler ziegler-nichols yöntemi, genetik algoritma optimizasyon yöntemi, parçacık sürüsü optimizasyon yöntemidir. Bunlar ile beraber PID parametrelerinin dinamik bir şekilde sistemin o anki durumuna uygun belirlenebilmesi için, bulanık mantık-PID bir kontrolcü geliştirilmiştir. Tüm bu yöntemler, sabit hızda ve değişken hızlarda, sistem üzerinde uygulanmış ve sistemin, uygulanan yöntemlere göre davranışları birbirleri ile karşılaştırılmıştır.

Abstract:
There are several ways that linear and circular movements can be applied according to our needs. The most common of these are movements provided by electric motors. While this linear and circular motion is sometimes achieved by simple methods, in some cases a precise automatic control is needed. In this case, it is necessary to know the characteristics of the motor used and to design a suitable controller for the motor. In this thesis, the parameters of a permanent magnet direct current motor, whose characteristics are not known, were obtained by experiment and controlled by different controllers.
First, an experimental setup was prepared to find the motor parameters. DC motor was fixed by using the body of the small toy vehicle managed by remote control and a hall effect sensor was used for angular velocity measurement. Voltage was provided with the power source and current values were measured with the multimeter. These three data obtained were processed in the MATLAB curve fitting application and the necessary engine parameters were obtained. A PID controller has been added to the simulation model of the DC motor and different methods have been tried to determine the parameters of this PID controller. These methods are ziegler-nichols method, genetic algorithm optimization method, particle swarm optimization method. In addition to these, a fuzzy logic-PID controller has been developed in order to dynamically determine the PID parameters according to the current state of the system. All these methods were applied on the system at constant speed and variable speed and the behavior of the system according to the applied methods was compared with each other.