Elektromanyetik retarderlerin bulanık mantık algoritmaları ile kontrolü
Control of electromagnetic retarders with fuzzy logic algorithms
Yazar: AYŞEGÜL GÖLEN ALTUNTAŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ RIZA EMRE ERGÜN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Elektromanyetik retarderler yüksek hızlı trenler, lunaparklardaki eğlence maksatlı sistemler ve özellikle ağır yük taşıtlarında kullanılan frenleme donanımlarıdır. Günümüzde, elektromanyetik retarder kullanan ağır yük taşıtlarında, bir kol yardımı ile frenleme torku kademeli olarak tayin edilir. Retarder, bobinlerine uygulanan elektrik akımı sayesinde bir manyetik alan meydana getirerek frenleme torku oluşturur. Elde edilen frenleme torku bobinlere uygulanan akım şiddeti ile orantılıdır. 
Elektromanyetik retarderin matematik modelinin çıkarılması zordur. Bunun başlıca sebebi bobinler üzerinden geçen yüksek akımların sistemde kaydadeğer ısı artışına sebep olmasıdır. Isı artışı ise retarder bobinlerinin direncini değiştirerek matematik modeli üzerinde değişikliklere yol açar. Bu sebeplerden dolayı, bu çalışmada retarderin kontrol uygulaması için matematik modele ihtiyaç duymayan bir yöntem olan bulanık mantık algoritmaları kullanılmıştır. Oluşturulan bulanık mantık algoritmaları sayesinde LabVIEW programlama dili kullanılarak geliştirilen arayüz yazılımı üzerinden sistemin gerçek zamanlı kontrolü sağlanmıştır. Optimum kontrol parametrelerinin belirlenmesi, görsel ve grafiksel geri bildirimlerin alınmasının yanında frenleme ile hız sabitleme uygulaması geliştirilen bu arayüz yazılımı üzerinden gerçekleştirilmiştir.
Sistemin kontrol yazılımlarının bir kısmı kullanılan STM32F407VG mikrodenetleyicisi aracılığı ile diğer kısmı ise bilgisayar yazılımı üzerinden yürütülmüştür. Elektromanyetik retarderin hız sabitleyici olarak kullanılmasına olanak sağlayan bu uygulamada PWM sinyali sayesinde yüksek çözünürlükte frenleme yapılmıştır. Ölçümler sonucunda elde edilen sonuçlara göre 2500, 2250, 2750, devir ayar noktaları için sırasıyla ±50, ±30, ±25 devirlik kalıcı durum hataları ile kontrol gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Electromagnetic retarders are braking devices used in high-speed trains, amusement systems in amusement parks and especially in heavy-duty vehicles. Today, in heavy-duty vehicles using an electromagnetic retarder, the braking torque is gradually determined by means of a hand lever. The retarder generates a magnetic field by means of the electric current applied to the coils, creating braking torque. The resulting braking torque is proportional to the current intensity applied to the coils.
The mathematical model of the electromagnetic retarder is difficult to draw. The main reason for this is that the high currents passing through the coils cause a significant heat increase in the system. The increase in heat leads to changes in the mathematical model by changing the resistance of the retarder coils. For this reason, fuzzy logic algorithms, which do not require a mathematical model for the application of retarder control, are used in this study. Thanks to the fuzzy logic algorithms, real-time control of the system is provided through the interface software developed using LabVIEW program. Determination of optimum control parameters, visual and graphical feedback, as well as braking and speed stabilization application was developed through this interface software.
Some of the control software of the system was carried out by means of the STM32F407VG microcontroller used and the other part was carried out via computer software. In this application thanks to PWM signal which enables the use of electromagnetic retarder as a speed stabilizer, high resolution braking has been made. According to the results obtained from the measurements, control was performed with ±50, ±30, ±25 steady state errors for 2500, 2250, 2750 and speed setpoints respectively.