DC Motor Parametrelerinin Bilgisayar Tabanlı Belirlenmesi, Simulasyonu ve Parametre İyileştirmesi


Erdal H., Doğan B. , Taşkın S.

5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, Türkiye, 13 - 15 Mayıs 2009, ss.26-31

  • Basıldığı Şehir: Karabük
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayısı: ss.26-31

Özet

Yapılan bu çalışmada, sargılı kutuplu bir DC motora ait  parametrelerin deneysel yolla bulunması ve bulunan parametrelerin yazılımsal olarak iyileştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla bir Elektrik Makinaları Test Ünitesi (EMTÜ), DC motor ile sürücüsü ve veri toplama kartı (DAQ) yüklü bir bilgisayar kullanılarak bir dizi deney yapılmıştır. EMTÜ’de motorun hızını ölçmek için bir tako-generatör, motor mil momentini ölçen bir gerilme-ölçer (strain-gauge) ve motora uygulanan yükü değiştirebilen bir fuko-freni bulunmaktadır. EMTÜ’nin sahip olduğu analog giriş-çıkışlar sayesinde ölçüm değerleri ile motora uygulanan referans ve yük değerleri DAQ yüklü bilgisayara aktarılabilmektedir. Deneylerin yapılabilmesi için Matlab-Simulink ortamında Real-Time Windows Target kütüphanesi kullanılarak bir yazılım geliştirilmiştir.

Motor parametrelerinin deneysel olarak elde edilebilmesi için önce, deney düzeneğinde yer alan sürücünün davranışlarını belirlemek ve algılayıcıları kalibre etmek amacıyla açık-çevrim deneyler yapılmıştır. Sonrasında motor parametrelerinin bulunması için gerekli ölçümler ve deneyler yapılmıştır. Elde edilen parametreler kullanılarak, sistemin simülasyon ve gerçek zaman davranışlarının karşılaştırıldığı, Matlab-Simulink ortamında kurulan model ile simulasyon yapılmıştır. Son olarak parametrelerin iyileştirilmesi ve gerçeğe en yakın değerlerin bulunması için Matlab-Parameter Estimation aracı kullanılmıştır. Böylelikle bir DC motorun parametreleri elde edilmiştir.

In this paper, experimentally estimation of a DC motor parameters and parameter-fitting with software is realized. For this reason, a series of experiments are made by using an Electrical Machines Test Bed (EMTB), a DC motor with driver and a data acquisition card (DAQ) installed computer.  In EMTB, there is a taco-generator for measuring the motor speed (rpm), a strain-gauge for obtaining the motor shaft torque (Nm) and a foucoult-brake for altering the load of the motor. By the help of analog input-output ports that EMTB has; measured speed, applied reference voltage to the motor and motor load values can be transferred to the DAQ installed computer. Software is developed on Matlab-Simulink platform using Real-Time Windows Target library, in order to make experiments.

At first; open-loop experiments are made for gathering information about behaviors of driver and calibrating sensors, which are present in the experiment setup. Then, required experiments and measurements are made for estimating the parameters. By using estimated parameters, a simulation is made with the model created on Matlab-Simulink platform; where simulation and real-time responses of the motor are compared. In the end; Matlab-Parameter Estimation tool is used to fit estimated motor parameters with the most real values. As a result, parameters of a DC motor are estimated.