Alternatif akım servo motorun farklı kontrol yöntemleri ile hız kontrolü
The speed control of alternative current servo motor using different control methods
Yazar: ZAFER DOĞAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İSMAİL TEMİZ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Alternatif akım motorları = Alternative current motors ; Denetim sistemleri = Control systems ; Elektrik makineleri = Electric machinery ; Servo motorlar = Servo motors

Özet:
Endüstriyel alanlarda tahrik elemanı olarak kullanılan elektrik motorlarının kontrolü çok önemlidir. Servo motorlar hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Bu yüzden, servo motorlar, endüstriyel ekipman, bilgisayar, robot, otomasyon sistemi, askeri silah sanayi vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.Alternatif akım servo motor uygulamalarında, hız aşmasının olmaması, referans değere hızlı bir şekilde oturması ve sistem kararlılığının en az etkilenmesi beklenir.Alternatif akım servo motorların sürücü sistemleri motor dinamikleri ve yük karakteristiklerinden kaynaklanan doğrusal olmayan bir karakteristiğe sahiptir. Bu yüzden, bu motorların hız kontrolü çok karmaşık ve zordur.Bu çalışmada, sabit mıknatıslı senkron motor, sürücü sistem ve kontrolörler hakkında bilgi edinilmiştir. Sürücü sistem ve motorun matematiksel modelleri çıkarılmış ve bu modeller kontrol tasarımlarında kullanılmıştır.Vektör kontrollü sürücü sistemine sahip bir alternatif akım servo motorun hız kontrolü, en uygun kontrolörü belirlemek amacıyla değişik yük koşulları altında benzetim yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, sürücü sistemi performansını arttırmak için tasarlanan harici bir kontrolörle sürücü sisteminin kontrol edilmesi yoluyla alternatif akım servo motor hız kontrolü gerçekleştirilmiştir. Benzetim ve deneysel çalışmalarda PI, PID, bulanık mantık ve uyarlamalı sinirsel bulanık kontrolörler kullanılmıştır.Benzetim çalışmaları en iyi kontrol sonuçlarına ulaşan kontrolcünün uyarlamalı sinirsel bulanık kontrolör olduğunu göstermektedir. Deneysel çalışmalar alternatif akım servo motor sürücüsünün performansını iyileştiren kontrolcünün PID kontrolör olduğunu göstermektedir.

Abstract:
The control of electric motors used as actuation elements in industrial field is very important. Servo motors can be sensitively controlled. Therefore, they have been widely used in the fields of industrial equipment, computer, robot, automation system, military weapon industry, etc.In the servo motor applications, no overshoot, quickly settling reference value and minimum influence on the system stability are expected. Driver systems of alternative current servo motors have nonlinear characteristics caused by motor dynamics and load characteristics. Therefore, the speed control of this motor is very complicated and difficult.In this study; the background information on permanent magnet synchronous motor, driver system and controllers are presented. Mathematical models of driver system and motor are derived, and these models are used in the control designs.The speed control of an alternative current servo motor with the vector controlled driver system is simulated under various load conditions in order to determine the most appropriate controller. In the experimental studies, in order to improve the performance of driver system, the speed control of alternative current servo motor is implemented by a designed external controller via controlling the driver. PI, PID, fuzzy logic, and adaptive neuro fuzzy inference system controllers are used in the simulations and experimental studies.The simulation studies show that the controller which reaches the best control results is adaptive neuro fuzzy inference system controller. The experimental studies show that the controller which improves the performance of alternative current servo motor driver is PID controller.