Design and simulation of a cascaded PI and fuzzy logic controlled buck–boost converter for PMDC motor speed regulation
PMDC motor hız regülasyonu için kademeli PI ve bulanık mantık kontrollü buck–boost dönüştürücünün tasarımı ve simülasyonu
- Tez No: 983532
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL HAKKI ALTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ostim Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, bir Kalıcı Mıknatıslı Doğru Akım (PMDC) motorunu besleyen buck–boost DC–DC dönüştürücüsünün modellenmesi ve yönetimini incelemekte; kademeli kontrol yapıları kullanılarak sağlam bir hız düzenlemesinin geliştirilmesine odaklanmaktadır. Bu kapsamda iki kontrol tekniği geliştirilmiş ve değerlendirilmiştir: geleneksel Oransal–Türevsel (PI–PI) denetleyici ile hibrit Oransal–Türevsel–Bulanık Mantık Denetleyicisi (PI–FLC). Sistem, dönüştürücünün elektriksel dinamikleri ile PMDC motorunun elektromekanik özelliklerini birleştiren bir yapıda MATLAB/Simulink ortamında simüle edilmiştir. PI–PI tekniğinde, motor hızı harici bir hız döngüsü ve dahili bir gerilim döngüsü ile kontrol edilmekte olup, her iki döngüde de PI denetleyicileri kullanılmaktadır. Buna karşılık PI–FLC tekniği, iç döngüyü, Fuzzy Logic Toolbox'tan bağımsız olarak yürütülen, elle oluşturulmuş Mamdani tipi bir bulanık denetleyici ile değiştirmektedir. Bu bulanık denetleyici, üçgen üyelik fonksiyonları, 5×5 kural tabanı ve ağırlık merkezi (centroid) yöntemi ile defuzzifikasyon kullanarak dönüştürücünün görev döngüsünü hesaplamaktadır. Simülasyon sonuçları, PI–FLC denetleyicisinin, özellikle yük bozucu etkiler ve referans hızındaki değişiklikler karşısında aşımın azaltılması, kararlı durum doğruluğu ve dinamik yanıt düzgünlüğü açısından PI–PI tasarımından üstün olduğunu göstermektedir. Elde edilen sonuçlar, bulanık mantık ile geleneksel kontrol tekniklerinin birleşiminin, doğrusal olmayan motor sürme uygulamaları için etkinliğini doğrulamaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis studies the modeling and management of a buck–boost DC–DC converter powering a Permanent Magnet DC (PMDC) motor, emphasizing the development of robust speed regulation using cascaded control structures. Two control techniques were developed and evaluated: a traditional Proportional-Integral (PI–PI) controller and a hybrid Proportional-Integral Fuzzy Logic Controller (PI–FLC). The system was simulated in MATLAB/Simulink, integrating the electrical dynamics of the converter with the electromechanical characteristics of the PMDC motor. The PI–PI technique governs motor speed with an external speed loop and an internal voltage loop, both employing PI controllers. Conversely, the PI–FLC substitutes the inner loop with a manually crafted Mamdani-type fuzzy controller, executed independently of the Fuzzy Logic Toolbox. The fuzzy controller employs triangle membership functions, a 5×5 rule base, and centroid defuzzification to calculate the converter's duty cycle. Simulation findings indicate that the PI–FLC controller almost surpasses the PI–PI design in overshoot reduction, steady-state accuracy, and dynamic response smoothness, particularly in the presence of load disturbances and variations in reference speed. The results endorse the efficacy of combining fuzzy logic with traditional control techniques for nonlinear motor driving applications.
Benzer Tezler
- Self-tuning structures of interval Type-2 fuzzy PID controllers
Aralık değerli Tip-2 bulanık PID kontrolörler için öz-ayarlama yapıları
AHMET SAKALLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ENGİN YEŞİL
- PID tasarımında MDA denklemlerinin geliştirilmesi ve MPPT için yükseltici tip DC-DC çevirici kontrolü
Developing MDA formulations in PID design and DC-DC boost converter control for MPPT
ZEKİYE ERDEM
Doktora
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÖZDEMİR
- On control of direct-drive permanent magnet synchronous machines in micromobility applications
Mikromobilite uygulamalarında kullanılan direkt sürüşlü kalıcı mıknatıslı senkron makinelerin kontrolü üzerine
KÜRŞAD METEHAN GÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYHAN KURAL
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR
- Kaskat bağlı sıvı seviye akış sisteminin web tabanlı gerçek zamanda zeki kontrolü
Web based real time process control of cascade connect liquid level and flow system
GÖKHAN ERDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. AHMET EMİN KUZUCUOĞLU
- Design and simulation of high-performance multilevelinverters for renewable energy systems
Yenilenebilir enerji sistemleri için yüksek performanslı çokseviyeli eviricilerin tasarımı ve benzetimi
REVING MASOUD ABDULHAKEEM ABDULHAKEEM
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHarran ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KIRÇAY
PROF. DR. RAKAN KHALIL ANTAR