Doğrusal olmayan anahtarlamalı sistemlerde kararlılık ve bir fırçasız doğru akım motoru için anahtarlamalı kontrolcü tasarımı
Stability in nonlinear switched systems and design of switched controller for a brushless direct current motor drive
Yazar: FATİH ADIGÜZEL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TÜRKER TÜRKER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tezin temel amacı doğrusal olmayan sistemler için anahtarlamasız ve anahtarlamalı modelleme, kontrol tasarımı arasındaki performans farkını göstermektir ve ayrıca sürekli ve ayrık zamanlı anahtarlamalı doğrusal olmayan sistemler için kararlılık, kararlı kılınabilirlik ve modern kontrol yöntemlerini incelemek ve test etmektir. Bu bağlamda FDAM sürücüsü, doğrusal olmayan anahtarlamalı sistem için tercih edilen model sistemdir. Literatür taraması, matematiksel ön bilgi ve kararlılık ispatları sunulduktan sonra, sürekli zaman sistemleri ve ayrık zaman sistemleri için iki uygulama yapılmıştır. Bu uygulamalarda aşağıdakiler kısaca verilmiştir: İlk uygulama, FDAM sürücülerindeki faz akımlarını kontrol etmek için anahtarlamalı uyarlamalı bir kontrolör önerilir. Hata dinamiklerini türettikten sonra sürücünün iletme ve komütasyon periyotları ayrı ayrı dikkate alınır ve FDAM sürücülerinin akım döngüsünün her çalışma bölgesi için iki farklı kontrolör tasarlanır. Sürücünün matematiksel modelindeki tüm sistem sabitleri belirsiz kabul edilir ve bu bilinmeyen parametreler için uyarlama kuralları çıkarılır. Kapalı çevrim sisteminin kararlılığı, ortak bir Lyapunov fonksiyonuyla gösterilir ve mevcut hatanın sıfıra yakınsaması LaSalle-Yoshizawa teoremi vasıtasıyla belirtilir. İlk uygulamadan farklı olarak, ikinci uygulamada, belirsiz FDAM tahrik ünitelerinde moment çıkışını kontrol etmek ve komütasyon moment dalgalanmasını azaltmak için, komütasyon gecikmesi kompanzasyonlu bir anahtarlamalı kontrol tasarımı önerilmektedir. Son olarak, her bir uygulama için önerilen kontrolörün gerçeklenebilirliğini   test etmek için farklı çalışma koşullarında çeşitli sayısal benzetimler yapılmıştır.

Abstract:
The main purpose of this thesis is to show the performance difference between un-switching and switching modelling, control design for nonlinear systems and it is also testing, researching  modern control methods, stability and stabilization for continuous and discrete time switching non-linear systems. In this context, BLDCM is the model system which is preferred for the nonlinear switched system. After the literature review, mathematical preliminary and stability proofs are presented, two applications are given for continuous time systems and discrete time systems. In these applications, the following are briefly given: First application, a switched adaptive controller is proposed to control the phase currents in BLDCM drives. After deriving the error dynamics, the conduction and commutation periods of the drive is taken into account separately, and two different controllers are designed for each operation region of the current loop of BLDCM drives. All the system constants in the mathematical model of the drive are considered uncertain, and adaptation rules are derived for these unknown parameters. The stability of the closed-loop system is shown by a common Lyapunov function, and the convergence of the current error to zero is stated by means of LaSalle-Yoshizawa theorem. Unlike the first application, in the second application,  a switching control design with commutation delay compensation is proposed to control the torque output and to reduce commutation torque ripple in uncertain BLDCM drives. Finally, for each application, a various numerical simulations are performed for different working conditions to test the viability of the proposed controller.