Aritmetik optimizasyonu algoritması ve sensör füzyonu ile BLDC motor pozisyon kontrolünün gerçekleştirilmesi
Realization of BLDC motor position control with arithmetic optimization algorithm and sensor fusion
Yazar: MÜCAHİT ATEŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKKI SOY
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Fırçasız motor sürücüleri = Brushless motor drives ; Optimizasyon = Optimization ; PID denetleme = PID control ; Pozisyon yönetimi = Position management ; Veri füzyonu = Data fusion

Özet:
Fırçasız DC (BLDC) motorlar enerji verimliliklerinin yüksek ve çalışma ömürlerinin uzun olması sebebiyle son yıllarda farklı alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tipik bir BLDC motor için anahtarlama, rotorun anlık konumuna göre sürücü devresi üzerinden yapılmaktadır. Bu sebepten BLDC motorlar için hassas rotor pozisyon kontrolü kritik öneme sahiptir. BLDC motor için rotorun optimum pozisyonunda çalışması ömrünü, verimini, sıcaklığını, torkunu ve hızını etkilemektedir. Bu çalışmada aritmetik optimizasyon algoritması (AOA) ile çoklu sensör veri füzyonu metodu (multi-sensor data fusion method, MSDF) birleştirilip, BLDC motor için yeni bir rotor pozisyon kontrol metodu sunulmuştur. Önerilen yöntemde BLDC motora yerleştirilen Hall etkili sensör, manyetik enkoder ve faz akım sensöründen elde edilen verilerle rotor pozisyonu belirlenmiştir. BLDC motorun rotor pozisyonundaki hata sensörler yardımıyla tespit edilip, anlık olarak kontrolöre gönderilmektedir. Kontrolörde çalıştırılan AOA yardımıyla hesaplanan hata değerine bağlı olarak en uygun PID parametreleri belirlenmiş ve böylece optimum rotor pozisyon kontrolü sağlanmıştır. Önerilen yöntemin performansı deneysel olarak
test edilmiş, elde edilen sonuçlarla BLDC motor rotor kontrolünde hassas ve güvenilir bir pozisyon kontrolü sağlanabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
Brushless DC (BLDC) motors have been widely used in different fields in recent years due to their high energy efficiency and long working life. For a typical BLDC motor, the switching is done via the driver circuit according to the instantaneous position of the rotor. For this reason, precise rotor position control is critical for BLDC motors. For the BLDC motor, the operation of the rotor in the optimum position affects its life, efficiency, temperature, torque, and speed. In this study, a new rotor position control method for BLDC motor is presented by combining arithmetic optimization algorithm (AOA) and multi-sensor data fusion method (MSDF). In the proposed method, the rotor position was determined with the data obtained from the Hall effect sensor, magnetic encoder, and phase current sensor placed in the BLDC motor. The error in the rotor position of the BLDC motor is detected with the help of sensors and sent to the controller instantly. Depending on the error value calculated with the help of the AOA operated in the controller, the most suitable PID parameters were determined and thus optimum rotor position control was accomplished. The performance of the proposed method has been tested experimentally, and it has been shown that a precise and reliable position control can be achieved in BLDC motor rotor control with the results obtained.