ġekil A.3 is’nın elde edilmesi
Yukarıda kullanılan „s‟ ifadesi türev, „1/s‟ ifadesi ise integral operatörü olarak anlaşılmalıdır. Örneğin „sir_alpha‟, ir akımının türevi anlamına gelmektedir. „1/z‟ ile ifade edilen bloklar ise birim geciktirme bloklarıdır.
Şekil A.2 mekanik dönüşümlerin yapıldığı bloğun açılımını gösterir, burada giriş olarak ir, ir ve Ty büyüklükleri kullanılmış ve daha önce açıklanan dönüşümler sayesinde , m, Te ve nm gibi mekanik büyüklükler elde edilmiştir.
Şekil A.3 ve A.4 is ve ir akımlarının elde edildiği blokların açılımıdır. Bu bölümlerde giriş büyüklükleri sırasıyla ir ve ir akımlarının türevleri, Vs gerilimleri ve is akımları ile is ve is akımlarının türevleri, ir ve ir akımları, is ve is akımları ve elektriksel hız ‟dır.
ġekil A.5 ASM Kontrolünün PI Kontrolörler Kullanılarak Yapılmasını Gösteren Simulink Modeli
Yukarıdaki şekilde daha önce Bölüm 4‟de blok diyagramı verilen kontrol düzeneğinin Simulink bloğu görülmektedir. Kontrol için daha önce de belirtildiği gibi 157rad/s hız ve 0.95 Wb akı referansı verilmiş ve toplam beş adet PI kontrolör kullanılmıştır.
ġekil A.6 ASM kontrolünde kullanılan Bulanık-PI için hazırlanan Simulink modeli
Bulanık Kontrol için yapılan simülasyon ise yukarıdaki Simulink modeli ile gerçekleştirilmiştir. Giriş olarak akı hatası ve bu hatanın türevi kullanılmış daha sonra bu değerler boyutlama faktörleriyle çarpılıp bulanık kontrolörün girişine uygulanmıştır. Çıkış değeri tekrar bir boyutlama faktörü ile çarpılıp normalize edilmiş, bulanık- PI yapısı gereği elde edilen değerin integrali alınmış ve çıkış elde edilmiştir.
EK-B MOTORUN DEĞĠġĠK ÇALIġMA KOġULLARINDA ELDE EDĠLEN GRAFĠKLER:
ġekil B.1- Optimize edilmiĢ PI Kontrolör (üstte) ve Bulanık-PI (altta) Kontrolör ile elde edilen moment değerleri
ġekil B.2- Optimize edilmiĢ PI Kontrolör (üstte) ve Bulanık-PI (altta) Kontrolör ile elde edilen akı değerleri
ġekil B.3- Optimize edilmiĢ PI Kontrolör (üstte) ve Bulanık-PI (altta) Kontrolör ile elde edilen açısal hız değerleri
ġekil B.4- Optimize edilmiĢ PI Kontrolör (üstte) ve Bulanık-PI (altta) Kontrolör ile elde edilen Isd akımı değerleri
ġekil B.5- Optimize edilmiĢ PI Kontrolör (üstte) ve Bulanık-PI (altta) Kontrolör ile elde edilen Isq akımı değerleri
Optimize edilmiş PI kontrolörle elde edilen sonuçlarda referans değere oturma sürelerinin daha kısa olduğu görülmektedir. Aynı zamanda iki durumda da moment için kare dalgaya yakın bir çıkış elde edilmiştir. Çıkışın bulanık-PI kontrolör için daha kısa bir aralıkta alınmasının sebebi simülasyonun yapıldığı MATLAB programının bu çalışma koşulunda 3.3s‟den sonra “memory allocation” hatası vermesidir.
Grafik B.6- Kmi ve Kmf değerleri için t=2.5s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen momentin karĢılaĢtırılması
Grafik B.7- Bulanık-PI kontrolör ile t=2.3s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen moment değiĢimi
Kmi
Grafik B.8- Kmi ve Kmf değerleri için t=2.5s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen akıların karĢılaĢtırılması
Grafik B.9- Bulanık-PI kontrolör ile t=2.3s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen akı değiĢimi
Kmi
Grafik B.10- Kmi ve Kmf değerleri için t=2.5s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen açısal hızların karĢılaĢtırılması
Grafik B.11- Bulanık-PI kontrolör ile t=2.3s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen açısal hız değiĢimi
Kmi
Grafik B.12- Kmi ve Kmf değerleri için t=2.5s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen isq akımlarının karĢılaĢtırılması
Grafik B.13- Bulanık-PI kontrolör ile t=2.3s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen isq akımı değiĢimi
Kmi
ġekil B.14 Kmi ve Kmf değerleri için t=2.5s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen isd akımlarının karĢılaĢtırılması
Grafik B.15- Bulanık-PI kontrolör ile t=2.3s’de yük momentinin 0’dan 20 Nm’ye yükseltilmesiyle elde edilen isd akımı değiĢimi
Kmi
Yukarıdaki grafiklerde motor yüksüz bir şekilde çalıştırılmaya başlanmış, daha sonra t=2.5s‟de 20Nm‟lik yük devreye alınmıştır. Yapılan bu değişikliğin makinanın momenti ve isq akımından direkt olarak gözlemlenmesi mümkündür. Motor boştayken referans hızın üzerinde olan açısal hızda da yük devreye alındıktan sonra referans hıza doğru bir azalma meydana gelmiştir. Bulanık kontrolörde ise yük devreye 2.3s‟de alınmıştır. Bu çalışma koşuluna geçişte akım değerlerinde dalgalanmalar gözlemlenmiştir.
Grafik B.16- Kmi ve Kmf değerleri için moment hatalarının karĢılaĢtırılması
Grafik B.17- Bulanık-PI kontrolör için moment hatası
Kmi
Grafik B.18- Kmi ve Kmf değerleri için akı hatalarının karĢılaĢtırılması
Grafik B.19- Bulanık-PI kontrolör için akı hatası
Kmi
Grafik B.20- Kmi ve Kmf değerleri için açısal hız hatalarının karĢılaĢtırılması
Grafik B.21- Bulanık-PI kontrolör için açısal hız hatası
Kmi
Grafik B.22- Kmi ve Kmf değerleri için isd akım hatalarının karĢılaĢtırılması
Grafik B.23- Bulanık-PI kontrolör için isd akımı hatası
Kmi Kmf
Grafik B.24- Kmi ve Kmf değerleri için isq akım hatalarının karĢılaĢtırılması
Grafik B.25- Bulanık-PI kontrolör için isq akımı hatası
Yukarıdaki grafiklerden yapılan kontrol ve bulunan kontrolör katsayıları sayesinde asenkron makina parametrelerinde oluşan hataların sıfıra çok yakın değerlere düştüğü görülmektedir. Özellikle moment ve isd hataları neredeyse sıfırdır. Daha önce sözü edilen amaç ölçütündeki ağırlık katsayılarında değişiklikler yapılarak arzu edilen parametrelerin hatalarının daha aza indirgenmesi mümkün olabilir. Bulanık-PI hata değerleri ise bu kontrolörde kullanılan katsayılara uygulanacak optimizasyonla daha aza indirgenebilir.