Doğru Akım Motor Sürücüleri için PI Parametrelerinin Simbiyotik Organizmalar Arama Algoritması ile Optimal Ayarı

Abstract

Doğru akım (DA) motorları ekonomik olmaları yanında denetimlerinin basitliği ve iyi derecedeki moment-hız karakteristiklerinden dolayı hem endüstriyel uygulamaların hem de günlük yaşantımızın önemli elektrik makinalarıdır. Denetimlerinde kullanılan oransal+integral (PI) denetleyici parametrelerin doğru bir şekilde ayarı zor olmakla beraber sistemin performansı ve kararlılığı açısından önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada PI katsayılarının optimizasyonu için dayanıklı ve güçlü simbiyotik organizmalar arama (SOS) algoritmasına dayalı yeni bir alternatif çözüm sunulmaktadır. Çalışmada genetik algoritma (GA) ile klasik Ziegler-Nichols (Z-N) yöntemi kullanılarak elde edilen cevapların geçici durum analizleri yapılarak sistemin yükselme zamanı, yerleşme zamanı ve maksimum aşım değerleri karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda ortaya konulan yaklaşımın değişik parametre durumunda gürbüzlük analizi gerçekleştirilmiştir. Gerçek bir endüstriyel motora ait parametreler ile C dili kullanılarak gerçekleştirilen benzetim sonuçlarına göre, SOS’un GA’ya göre maksimum aşım bakımından %2,1, yerleşme zamanı açısından ise GA’ya göre %25, Z-N’e göre de %73 daha iyi performansa sahip olduğu anlaşılmıştır. Öte yandan, GA ile SOS’un yükselme zamanlarının birbirine eşit olduğu, bu sonucun ise Z-N’e göre %42,9 daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. Gürbüzlük testinde nominal değerlerden ortalama sapma miktarının %18,2 olarak hesaplanması, SOS tabanlı PI denetleyicinin gürbüz olduğunu göstermiş ve belirlenen aralıktaki değişik parametre durumundan çok fazla etkilenmeden istenen denetim davranışını sağladığı görülmüştür. Sonuç olarak sürme sisteminin referans hız izleme performansı ile bozucu etkenlere karşı dayanıklılığı artırılmıştır.