Elektriksel sürücü sistemlerinde doğrusal olmayan olguların kaotik analizi ve yumuşak hesaplama yöntemleri ile denetimi
Chaotic analysis of nonlinear phenomena in electrical drive systems and their control with soft computing methods
Yazar: AHMET BEDRİ ÖZER
Danışman: DOÇ.DR. ERHAN AKIN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
ÖZET DOKTORA TEZİ ELEKTRİKSEL SÜRÜCÜ SİSTEMLERİNDE DOĞRUSAL OLMAYAN OLGULARIN KAOTİK ANALİZİ VE YUMUŞAK HESAPLAMA YÖNTEMLERİ İLE DENETİMİ Ahmet Bedri ÖZER Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 2005, Sayfa : 141 Matematiksel olarak modellenemeyen veya modellenmesi zor olan sistemlerin modellenmesi ve kontrol edilebilmesi için yumuşak hesaplama yöntemleri geliştirilmiştir. Yumuşak hesaplama, bir çok bileşenden meydana gelmiştir. Kaos yumuşak hesaplamanın bileşenlerinden biridir. Kaos, doğrusal olmayan sistemlerde görülen düzensiz ve kestirilemeyen davranışlardır. Elektriksel sürücü sistemler doğrusal olmayan yapıya sahiptir. Doğal olarak bu sürücüler kaotik analiz için uygundur. Bu tezde, elektriksel sürücü sistemlerinden vektör kontrollü asenkron motor sürücüsü üzerinde kaotik analizler gerçekleştirilmiştir. Vektör kontrol yöntemleri dolaylı vektör kontrol (IFOC) ve doğrudan vektör kontrol (DFOC) diye iki kısma ayrılır. IFOC sürücüsünün performansı sistem parametre değerlerine duyarlıdır. Bu parametrelerden en etkin olan rotor zaman sabitidir. Rotor direncindeki değişim sürücü performansını etkileyecektir. Bu tezde, IFOC sürücüsünün kaotik analizi gerçekleştirilmiştir. Rotor direnci tahmin edilirken yapılan hatanın sistemin performansı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Tezde hız kontrollü IFOC sürücüsünün matematiksel modeli elde edilmiştir. Hız kontrolü için PI denetleyici kullanılmıştır. Hopf çatallaşma analizi, motorun yüklü ve yüksüz durumu için ayrı ayrı yapılmıştır. Direnç tahminindeki hatanın, sistemi Hopf çatallaşmasına sokmaması için PI denetleyicinin parametrelerinin nasıl seçileceği gösterilmiştir. DFOC sürücülerin performansı, stator akısının doğru tahminine dayanır. En yaygın kullanılan akı tahmin yöntemi gerilim modelidir. Bu model açık integrasyon içermektedir. Bu XIVtip integrasyonlann, sayısal işaret işlemci ile gerçekleştirilmesi durumunda hatalar meydana gelmektedir. Bu tezde gerilim modelinin kaos analizi yapılmıştır. Gerilim modelinde kaos gözlenmiştir. Daha sonra sistemde kaosun yok edilmesi için klasik yöntemlerle ve yumuşak hesaplama yöntemlerinden bulanık mantık ile kaos kontrolü yapılmıştır. Geliştirilen kontrol yaklaşımının başarısı deney sonuçlan ile sunulmuştur. Anahtar Kelimeler : Kaos, Kaos Kontrol, Elektriksel Sürücüler, Vektör Kontrol, Yumuşak Hesaplama XV

Abstract:
ABSTRACT PhD Thesis CHAOTIC ANALYSIS OF NONLINEAR PHENOMENA IN ELECTRICAL DRIVE SYSTEMS AND THEIR CONTROL WITH SOFT COMPUTING METHODS Ahmet Bedri ÖZER Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical-Electronics Engineering 2005, Page : 141 Soft computing methods were developed for modelling and controlling systems that are either impossible or hard to be modelled mathematically. Soft computing is constructed from many components. Chaos is one of the components of soft computing. Chaos is irregular and unpredictable behaviors that are seen in nonlinear systems. Electical drive systems have a nonlinear structure. Naturally these drives are suitable for chaotic analysis. In this thesis, chaotic analysis in vector controlled induction motor drive of electrical drive systems was implemented. Vector control methods have two types named Indirect Field Oriented Control (IFOC) and Direct Field Oriented Control (DFOC). The performance of the IFOC drive is sensitive to system's parameter values. Among those parameters the most efficient one is rotor time constant. A change in rotor resistance will effect drive's performance. In this thesis, chaotic analysis of the IFOC drive was implemented. The effect over system performance caused by the error, which is done when rotor resistance was estimated, was also investigated. Mathematical model of speed controlled IFOC drive was obtained. For speed control, PI controller was used. After obtaining the mathematical model, Hopf bifurcation analysis was done by using it. How to choose the parameters of PI controller was showed in order to prevent system from entering into Hopf bifurcation because of the error in the resistance estimation. Performance of the DFOC drives is based on the correct estimation of the stator flux. Most frequently used flux estimation method is voltage model. This model includes open integration. Errors occur when such integrations are implemented by digital signal processor. In XVIthis thesis, chaos analysis of voltage model was done. Chaos in voltage model was observed. Later chaos control with both classical methods and fuzzy logic of soft computing methods were applied to eliminate chaos in system. Success of the developed control approach was presented with experimental results. Keywords : Chaos, Chaos Control, Electrical Drives, Vector Control, Soft Computing XVII