Asenkron motor için yeni bir doğrudan moment kontrolü (DMK) algoritması ve hibrid filtre tasarımı
A new direct torque control algorithm and hybrid filter design for asynchronous motor
Yazar: İBRAHİM ALIŞKAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. KAYHAN GÜLEZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Akım = Current ; Devir = Turnover ; Gerilim = Voltage ; Metraj = Meters ; Momentum = Momentum

Özet:
Bu tez çalışmasında doğrudan moment kontrolü tabanlı bir yapı üzerine asenkron motorun yönlendirilmesi ile elektrikli aracın durum kontrolü gerçeklenmiştir. Sistemin performansının geliştirilmesi amaçlı olarak, doğrudan moment kontrolörü zaman paylaşımlı uzay vektör modülasyonu ile desteklenmiştir. Ayrıca yeni bir algoritma oluşturmak üzere Lyapunov tabanlı lineer olmayan kontrolör ile referans hız değerinin sistemin ihitiyaç duyduğu moment değerine dönüşümü sağlanmıştır.İstenilen bir elektrikli araç motor sürme sistemi, düşük değerli moment dalgalanmalarına karşı yüksek hassasiyetde olmalıdır. Çalışmanın ikinci bölümünde, dış etkilerin ve harmoniklerin etkilerini düşürmeye yönelik hibrid filtre yapısı geliştirilmiş ve kontrol sisteminin etkinliği arttırılmıştır.Geliştirilen yapının olanaklı bir teori olduğunu gösterme amaçlı olarak, Matlab/Simulink yazılımsal ortamında elektrikli araç çeyrek modeli üzerine benzetim çalışmaları gerçeklenmiştir. Bunlarla birlikte, zaman paylaşımlı uzay vektör modülasyonu destekli doğrudan moment kontrol sistemi elektrikli çeyrek araç yapısı üzerine kullanılarak deneysel çalışmalar gerçeklenmiştir. Yine elde edilen sonuçlar, deneysel olarak gerçeklenen dalga genişlik modülasyonu ve (klasik) vektör kontrol algoritmasına ait sonuçlar ile kıyaslanmıştır. Tez çalışması içerisinde, PCI kart yapısı kullanılarak Matlab/Simulink yazılımsal ortamı ile deneysel ortam arasında bağlantı kurulmuştur.Son olarak, kıyaslama sonuçları göstermiştir ki geliştirilen zaman paylaşımı destekli doğrudan moment kontrolü yapısı klasik PI kontrolöre, alan yönelimli kontrolöre ve de klasik doğrudan moment kontrolü yapılarına nazaran tartışılmaz bir üstünlüğe sahiptir.Anahtar Kelimeler: Elektrikli otomobil, asenkron motor, alan yönelimli kontrol, doğrudan moment kontrolü, vektör kontrol, uzay vektör modülasyonu, hibrid filtre, lineer olmayan kontrol, PCI cok fonksiyonlu kart and MATLAB/Simulink.

Abstract:
In this thesis, Direct Torque Control (DTC) of asynchronous motor, which serves as a basis of electrical vehicle motion control system, is presented. In order to improve the performance of the system, the proposed conventional DTC method is enhanced by time-based distributed space vector modulation technique. Furthermore, a new algorithm based on Lyapunov-like analysis is presented to transform the reference velocity signal into required torque signal.A desired electrical vehicle motor drive system would have high efficiency with low torque ripple. In the second part of the study, a hybrid filter system to reduce the effects of harmonics and external disturbances is designed to improve the control system efficiency and performance.In order to show the feasibility of the proposed method, simulation studies, which are carried out with Matlab/Simulink, on a quarter vehicle model are presented. Besides, experimental studies of DTC system using time-based Distributed Space Vector Modulation (DSVM) technique are also performed on a quarter vehicle system and the results are compared with other techniques such as PWM and (classical) vector control. In this study, a PCI card is used for the real time control applications in order to provide communication between Matlab/Simulink software and the experimental setup.Finally, comparative results are given to emphasize superiority of the proposed DTC & time-based DSVM Scheme over conventional PI, Field Oriented Control (FOC) and classical DTC system.Key words: Electrical vehicle, asynchronous motor, field oriented control, direct torque control, vector control, space vector modulation, hybrid filter, nonlinear control, PCI multifunction card and MATLAB/Simulink.