Sensörsüz fırçasız doğru akım motorlarında pıd parametrelerinin metasezgisel yöntemlerle optimizasyonu ve simülasyon tabanlı performans analizi
Optimization of pid parameters in sensorless brushless DC motors using metaheuristic methods and simulation-based performance analysis
- Tez No: 998407
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İzmir Bakırçay Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fırçasız doğru akım (BLDC) motorları, yüksek verimli, uzun ömürlü ve bakım gereksiniminin düşük olması gibi nedenlerle birçok farklı alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu motorlar hassas uygulamalarda ve performans gerektiren sistemlerde tercih edilir. BLDC motorlar sürücü devrelerine ihtiyaç duyar. BLDC motor sürücü devreleri motorun torkunu, hızını ve konumunu sensörlü ya da sensörsüz bir şekilde ayarlama ve kontrol etme imkânı sunar. BLDC motorun sensör kullanılmadan kontrol edildiği durumlarda motor maliyetinde ve boyutundaki azalma sebebiyle ilgi gören araştırma konusudur. Bu gibi sebeplerden dolayı bu çalışmada sensörsüz BLDC motor kullanılması tercih edilmiştir. Tasarlanan sistemlerde en uygun ve verimli yanıtı almak için PID kontrolör kazanç değerlerinin akıllı şekilde ayarlayan algoritmalar üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada, fırçasız doğru akım (BLDC) motorlarında rotor konum sensörlerine ihtiyaç duymadan gerçekleştirilen sensörsüz kontrol stratejileri için PID parametrelerinin metasezgisel optimizasyon teknikleri ile ayarlanarak performans analizi gerçekleştirilmiştir. Her ne kadar metasezgisel algoritmalar (PSO, GA, GWO, RPA, NSGA-II) üzerine yoğunlaşılmış olsa da klasik yöntem olan Ziegler-Nichols (ZN) yöntemi ile de PID kontrol parametreleri optimize edilmiş karşılaştırmalı olarak kullanılan algoritmalar ile elde edilen sonuçlar paylaşılmıştır. Ayrıca farklı çalışma senaryoları için sistem dinamikleri MATLAB/Simulink ortamında analiz edilmiştir. Elde edilen çıktılar incelendiğinde, PID kontrol parametrelerinin belirlenmesinde kullanılan metasezgisel algoritma yöntemleri, klasik yöntemlere göre daha başarılı performans göstermiştir. Elde edilen grafikler motorun PID çıkışı, hata minimizasyonu, yakınsama davranışlarını ve kararlılık davranışlarını ortaya koymaktadır
Özet (Çeviri)
Brushless DC (BLDC) motors are widely used in many different fields due to reasons such as high efficiency, long life, and low maintenance requirements. These motors are preferred in precision applications and performance-demanding systems. BLDC motors require driver circuits. BLDC motor driver circuits enable the adjustment and control of the motor's torque, speed, and position with or without sensors. When BLDC motors are controlled without sensors, they attract research interest due to the reduction in motor cost and size. For these reasons, sensorless BLDC motors were preferred in this study. Research is being conducted on algorithms that intelligently adjust PID controller gain values to obtain the most suitable and efficient response in designed systems. In this study, performance analysis was performed by adjusting PID parameters using metaheuristic optimization techniques for sensorless control strategies implemented without the need for rotor position sensors in brushless DC (BLDC) motors. Although the focus was on metaheuristic algorithms (PSO, GA, GWO, RPA, NSGA-II), PID control parameters were also optimized using the classical Ziegler-Nichols (ZN) method, and the results obtained with the algorithms used comparatively were shared. In addition, system dynamics were analyzed in the MATLAB/Simulink environment for different operating scenarios. When the obtained outputs are examined, the metaheuristic algorithm methods used in determining the PID control parameters have shown more successful performance compared to classical methods. The obtained graphs reveal the motor's PID output, error minimization, convergence behavior, and stability behavior.
Benzer Tezler
- Position and speed control of the balanced system actuated by bldc motors with gui in Labview
BLDC motorlardan oluşan denge sisteminin konum ve hız kontrolünün Labview programında GUI ile gerçekleştirilmesi
HÜZEYFE DOĞRUKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LÜTFÜ SARIBULUT
- FPGA tabanlı enkoder destekli yüksek hassasiyetli motor kontrolör tasarımı
FPGA based high precision motor controller with encoder support
MELİSA AYDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FIRAT KAÇAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ VECDİ EMRE LEVENT
- Yabancı uyartımlı ile fırçasız DC motorların hız ve tork karakteristiklerinin karşılaştırılması
Comparison of speed and torque characteristics of separately excited DC motors and brushless DC motors
HÜSEYİN CEM BAYRAKTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN HÜSEYİN BALIK
- Vektör kontrol yöntemi için deney düzeneği tasarımı, gerçeklemesi ve bu yöntemin üç fazlı elektrik motorlarında performans karşılaştırması
Design and implementation of experiment setup for vector control method and performance comparison of this method in three phase electric motors
MERTCAN ÖZDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Otomotiv Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. SIDDIK MURAT YEŞİLOĞLU
- Tekerlek içi sabit mıknatıslı fırçasız doğru akım motorun bulanık mantık ile denetimi
The control of in-wheel which is a permanent magnet brushless dc motors with fuzzy logic
HARUN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKarabük ÜniversitesiElektronik ve Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAİF BAYIR