Έλεγχος DC κινητήρα με χρήση συμβατικού PI και Fuzzy-PI ελεγκτών

Ντόντης, Κωνσταντίνος

DC motor drive with conventional PI and Fuzzy-PI controllers

Διπλωματική εργασία

Author

Ντόντης, Κωνσταντίνος

Date

2020-12-16

Advisor

Ιωαννίδης, Γεώργιος

Διπλωματική Εργασία (7.835Mb)

Keywords

Ασαφής λογική ; Κινητήρες συνεχούς ρεύματος ; MATLAB ; PI controller ; PI-Fuzzy controller ; DC κινητήρας ; Fuzzy logic ; Αναλογικό-Ολοκληρωτικός ελεγκτής ; Ελεγκτές ; Simulink

Abstract

Αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας, είναι ο έλεγχος των στροφών ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος, με χρήση ενός ελεγκτή PI και η σύγκριση με έναν ελεγκτή Fuzzy-PI. Για την όσο το δυνατόν καλύτερη επεξήγηση των παραπάνω εννοιών (DC κινητήρας, ελεγκτής PI και ασαφή λογική κ.τ.λ.) η εργασία περιλαμβάνει τρία εισαγωγικά κεφάλαια. Στο πρώτο Κεφάλαιο αναλύονται οι βασικές αρχές των μηχανών συνεχούς ρεύματος με έμφαση στους κινητήρες. Επίσης, παρατίθεται ο τρόπος υπολογισμού αλλά και οι τιμές των διάφορων παραμέτρων του κινητήρα που χρησιμοποιήθηκε στο πλαίσια αυτής της εργασίας. Στο επόμενο Κεφάλαιο παρουσιάζονται οι κατηγορίες μετατροπέων που υπάρχουν για την ανόρθωση του εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές και στο τρίτο Κεφάλαιο αναλύονται οι συμβατικοί ελεγκτές, η ασαφής λογική καθώς και οι ελεγκτές τεχνητών νευρωνικών δικτύων. Στο τέταρτο Κεφάλαιο, περιγράφεται ο τρόπος παραγωγής κώδικα σε γλώσσα C - για τον προγραμματισμό ενός Digital Signal Processor (DSP) που χρησιμοποιήθηκε για την υλοποίηση του κυκλώματος ελέγχου - με τη βοήθεια του Simulink ενώ στο πέμπτο Κεφάλαιο επιχειρείται η προσομοίωση της πειραματικής διάταξης και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των δοκιμών από την προσομοίωση. Τέλος, στο έκτο Κεφάλαιο παρατίθενται τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν στην πειραματική διάταξη όπως επίσης και τα πειραματικά αποτελέσματα.

Abstract

The object of this thesis is to control the speed of a DC motor, using a conventional PI controller and a Fuzzy-PI controller. For the best possible explanation of the above concepts (DC motor, PI controller and fuzzy logic, etc.) this thesis includes three introductory chapters. The first Chapter analyzes the basic principles of DC machines with an emphasis on motors. Also, it includes the calculation method of the motor’s parameters values which has been used in this work. The next Chapter presents the categories of inverters that exist for the rectification of alternating current into direct current and in the third Chapter are presented the conventional controllers, the fuzzy logic as well as the controllers of artificial neural networks. The fourth Chapter describes how to generate code in C language - to program a Digital Signal Processor (DSP) used to implement the control circuit - with the help of Simulink, while the fifth Chapter attempts to simulate the experimental layout and presents the test results from the simulation. Finally, the sixth Chapter lists the instruments used in the experimental layout as well as the experimental.