Geri Dön

Optimal controller design for more-electric aircraft power systems

Daha fazla elektriksel güç ile çalışan hava taşıtları güç sistemleri için optimal kontrolcü tasarımı

  1. Tez No: 907972
  2. Yazar: SİNAN YİĞİT
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ZHI-HONG MAO
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: University of Pittsburgh
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 58

Özet

Elektrik enerjisi, günümüzde giderek daha popüler hale gelmektedir. Çünkü enerji verimliliği, insanlık için her zaman önemli bir konu olmuştur ve enerjiyi verimli kullanan araçlar daha tercih edilebilir hale gelmektedir. Teknolojideki hızlı değişimler, daha elektrikli sistemler, örneğin daha elektrikli uçaklar (MEA), geliştirmemize olanak tanımaktadır. MEA kavramı günümüz dünyasında önemli bir başlıktır, ancak bu araçların geliştirilmesi sürecinde bazı zorluklarla karşılaşılmaktadır. MEA'nın alt sistemleri, diğer enerji kaynakları yerine elektrik tükettiğinden, güç elektronik dönüştürücülerinin ve motor sürücü sistemlerinin elektrik yüklerininin artmasına sebep olmaktadır. Motor sürücü sistemleri ve güç elektronik sistemleri genellikle sabit güç yükleri (CPL) özelliklerine sahiptir. Küçük sinyal analizinde, CPL negatif empedans etkisine sahiptir ve bu durum güç sistemi kararlılık aralığını genel olarak olumsuz etkilemektedir. Bu tez, tipik bir MEA güç sistemini modellemeyi ve CPL ile ilgili kararlılık sorununu çözebilecek optimal bir kontrolcü tasarlamayı amaçlamaktadır. Dinamik model, eşdeğer devre modeli kullanılarak ve bir çalışma noktası etrafında doğrusal olmayan kısımlar lineerleştirilerek türetilmiştir. Bu optimal kontrol yöntemi, kuadratik bir performans endeksine göre optimal bir çözüm sunmaktadır. Bu çalışmada MATLAB yazılımı, cebirsel Riccati denklemini çözmek ve simülasyon için grafikler elde etmek amacıyla kullanılmıştır. Geleneksel güç sistemi stabilizatörlerinin (PSS) etkisiyle karşılaştırıldığında, önerilen Lineer Kuadratik Regülatör (LQR) daha kararlı ve sağlam (robust) sonuçlar vermektedir. Ayrıca, durum geri besleme kazancı yalnızca bir çalışma noktası için hesaplanmıştır, ancak geniş çalışma koşulları parametreleri için de benzer sonuçlar vermektedir.

Özet (Çeviri)

Electrical energy is becoming more and more popular these days. Because energy efficiency has always been an important aspect for human kind, the vehicles which use energy efficiently are more preferable. The rapid changes in the technology allow us to build more electric systems such as more electric aircraft (MEA). The MEA concept is a major trend in today's world, but building those vehicles faces some challenges. The subsystems of MEA which consume electricity rather than other energy sources might increase electrical loads of power electronic converters and motor drive systems. Motor drive systems and power electronic systems generally have characteristics of constant power loads (CPL). In small-signal analysis, CPL presents negative impedance that might deteriorate the power system stability margin. This thesis aims to model a typical MEA power system and design an optimal controller which is able to solve the stability issue with CPL. The dynamic model is derived using the equivalent circuit model and linearization around an operating point. This optimal control method provides a solution, which is optimal with respect to a quadratic performance index. MATLAB is used to solve algebraic Riccati equation and obtain figures for the simulation. When it is compared to the effect of conventional power system stabilizers (PSS), the proposed Linear Quadratic Regulator (LQR) gives more robust results. Moreover, the state feedback gain is calculated only for one operating point, but it works over wide range of operating conditions.

Benzer Tezler

  1. Mini jet motorlu dikine kalkıp inebilen hava aracı geliştirilmesi

    Development of a mini jet engine powered vtol vehicle

    ABDULLAH TÜRKMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ

  2. Sürekli mıknatıslı senkron motorda algılayıcısız kontrol yöntemini geliştirmeye katkılar

    Contributions to improve the method of sensorless control of PMSM

    GÖKHAN ALTINTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ

  3. Kanat çırpma hareketi bulunan dinamik sistemlerin stabilizasyonu

    Stabilization of dynamic systems with wing flapping motion

    MUSTAFA KAAN ATİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATA MUĞAN

  4. Çok makineli güç sisteminde açısal kararlılık analizi ve kontrolör parametre optimizasyonu

    Angular stability analysis and controller parameter optimization in multi-machine power system

    SERDAR EKİNCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEN DEMİRÖREN