Sabit mıknatıslı senkron motorlar için hız yörüngesi denetleyicisi tasarımı
Design of velocity trajectory controller for permanent magnet synchronous motors
Yazar: ÇAĞDAŞ HİSAR
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM SEFA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tezde, elektrikli araçlarda kullanılacak Sabit Mıknatıslı Senkron Motor (PMSM)
sürücüsü için geniş bir aralıkta doğrusal olmayan hız yörüngesi üreterek bunu takip 
edebilecek bir denetleyicinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. PMSM, dinamik tepkisinin hızlı 
ve güç yoğunluğunun yüksek olması gibi sebeplerle robotik sistemlerde, elektrikli ve hibrit
taşıtlarda ve endüstrinin birçok alanında gün geçtikçe artan bir oranda kullanılmaktadır.
Güvenilir bir sistem geliştirmek ve süreci kısaltmak amacıyla uygulanmak istenen tasarımın
önce benzetimi yapılarak doğrulanmış daha sonra iki çekirdekli mikrodenetleyici için
gömülü yazı
lım hazırlanarak sistem gerçekleştirilmiştir. Benzetim, kullanılacak olan motora
ait parametrelerden de faydalanılarak farklı yük moment değerlerinde farklı hız aralıklarının
verilen yörüngeyi takip edebilecek şekilde kontrol edilmesini içermektedir. Benzetim
sonucunda, oluşturulan hız yörüngesi ile stator akımlarındaki dalgalanmanın azaldığı
böylece çalışma veriminin de kısmen arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, aracın başlangıç hız
yörüngesinin köşe veya kırılma bulunmayacak şekilde oluşturulmasının sürüş konforu da
sağladığı bilinmektedir. Uygulama aşamasında ise, gerçek zamanlı kontrolün yüksek
performansla gerçekleştirilebilmesi amac
ıyla, içeriğinde çift çekirdekli 32 bit kayar noktalı
işlemci bulunan, "LAUNCHXL-F28379D" geliştirme kartı kullanılmıştır. Algoritma
tasarlanmış olan sürücü üzerinde test edilmiştir. Yoğun matematiksel hesaplamalar
gerektiren alan yönlendirmeli kontrol tekniği uygulanmış olmasına rağmen işlemcinin
görevlerin üstesinden rahatlıkla geldiği görülmüştür. Toplam işlemci performansının sadece
bir bölümü kullanıldığından sadece araçlarda değil diğer endüstriyel alandaki kullanımlarda
da ihtiyaç duyulan yoğun haberleşme gerekliliklerini karşılayacağı öngörülmektedir.

Abstract:
In this thesis, the design and implementation of the controller which can generate and track
a nonlinear velocity trajectory within a large speed range for a PMS Motor. PMSM is 
increasingly used in robotic systems, electrical and hybrid vehicles and many areas of the 
industry because of its features such as fast dynamic response, higher power density. The
proposed system was first simulated in order to develop a reliable system and shorten the
design process and then the embedded program is designed and implemented for a dual-core
microcontroller. The simulation studies cover the control of the motor to track the trajectory
for different torque values and speed ranges by using the motor parameters. As a results of
simulation studies, it has been seen that, the current ripples are reduced with the help of
generated trajectory and thus, operation efficiency also incerases. Besides, it is known that,
the driving comfort can also be improved by generating corner free starting speed trajectory.
In experimental study stage, "LAUNCHXL-F28379D" evalution board which consists of
two 32 bit floating point microntroller is used to execute real time control with high
perfromance. The algorithm is tested on the designed drive hardware. Although the field
oriented control, which requires complex mathematical calculations, is applied, it is
confirmed that, the microcontrollers can handle the tasks. It is also seen that, since only some
portion of the total microcontroller capability is used, it is expected to meet the
communication tasks which are required in not only in the car bu also other industrial
applications.