Geri beslemeyle doğrusallaştırma yönteminin sürekli mıknatıslı adım motoru denetiminde kullanılması
Application of feedback linearization method for the control of permanent magnet stepper motors
Yazar: YUNUS EMRE ATABAY
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET TİMUR AYDEMİR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektrik motorları içerisinde fırçalı DA motorlar kullanım sıklığı açısındanendüstrinin lideri konumundadır. Buna sebep olarak fırçalı DA motorlarınkontrolünün diğer motorlara nazanaran daha kolay gerçekleştirilmesigösterilebilir. Fakat bu motorların yapısındaki fırça, onların performanslarınıdüşürmekle kalmamakta, bazı uygulamalar için kullanımlarını dakısıtlamaktadır. Bu durum da tasarımcıların farklı motor tipleri üzerine arayışiçerisine girmelerini sebebiyet vermektedir. Fırçasız AA motorlar bu durumdailk tercih sebebidir. Fırçasız AA motorları asenkron ve sürekli mıknatıslısenkron olmak üzere iki gruba ayrılabilir. Bu iki grubun, uygulama tipi vemaliyete göre birbilerine üstünlük sağlayabildikleri durumlar söz konusudur.Ancak sözkonusu olan konum kontrolü ise, ilk olarak akla gelen elektrik motortipi bir sürekli mıknatıslı AA motor olan adım motorlardır. Adım motorlarıkonum kontrolü için optimize edilmiş olup, kullanımları çok kolaydır.Günümüzde bazı üreticilerin bir tam adımı 0.45 derece olan adım motorlarıgeliştirdikleri bilinmektedir.Her ne kadar adım motorlar konum kontrolünde yaygın olarak kullanılıyorolsa da, hassas konumlandırma gerektiren uygulamalar söz konusu olduğuzaman adım motorlarının açık çevrim denetimi yeterli performansverememektedir. Bunun nedenleri arasında adım motorlarının doğalvfrekansları civarında ve bunun katları frekanslarda sürülmesi durumundakarşılaşılan adım atlama problemi ve adım motorların doğrusal olmayan yapısısayılabilir.Bu tez adım motorların yüksek performans gerektiren kapalı çevrim konumkontrolü uygulamaların çoğunun çıkış noktası olan Alan Yönlendirmeli Kontrolve Geri Besleme Doğrusallaştırmalı Kontrol yöntemlerini incelemekte vetartışmaktadır. Bunun için de sürekli mıknatıslı adım motorların yapısına,temel çalışma ilkesi olan açık çevrim ile sürülmesine, modellenmesine vekontrolünde karşılaşılan problemlere değinilmiş, son olarak benzetimyöntemleri aracılığıyla bu tip motorların temel kapalı çevrim kontrolyöntemlerinin performansları analiz edilmiştir.

Abstract:
Brush DC motors are the most commonly used motors in the industry. Themain reason for this is the ease of control of these motors. However, brushescause problems that reduce the performance of the motors and also limit theiruse in certain applications. Therefore, motor designers are in a continuoussearch of new motor types. The first option that comes to mind is brushless ACmotors. These motors can be roughly divided into two groups: Induction motorsand permanent magnet synchronous motors. These two types of motors havetheir advantages and disadvantages depending on the application and the cost.However, when position control is desired the first choice is usually AC steppermotors. They are optimized for position control and are very easy to use. Today,stepper motors with 0.45-degree full-step size are available.Although stepper motors are most commonly used motors for position control,open loop control performance of these motors is not adequate when highperformanceis required. Nonlinearity of the motor and step missing problemwhich may occur when stepper motors are driven at the natural resonancefrequency of the motor or at its multiples are among the reasons for this.Field Orientation Control and Feedback Linearization Control methods areused with Permanent Magnet Stepper Motors if high performance is required.viiThese two methods are investigated and discussed in detail in this thesis.Structure, basic operation principles, open-loop operation, modeling and closedloop control of these motors are studied with the aid of simulations. Finally,closed loop operation performance with the above mentioned methods areanalyzed.