İndüksiyon motorun durum değişkenlerini kalman filtreleme algoritması ile kestirimi ve matlab simülasyonu

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler : İndüksiyon motor modeli, vektör kontrolü, karmaşık durum değişkenleri, gözlemleyici, Kalman filtresi, matlab, simulink. İndüksiyon motorun hız ve konum kontrol devrelerinde kullanılan algılayıcılarının azaltılması, düşük maliyetli ve yüksek güvenirliğe sahip indüksiyon motor sürücülerin ortaya çıkmasına sebep olunmuştur. İndüksiyon motor ile ilgili mevcut matematik modellerin, gelişen teknoloji ile indüksiyon motoru sürme tekniklerine uygulanabilmesi sonucu önemli sonuçlar elde edilmeye başlanmıştır. Bu modelleme ile indüksiyon motorun ölçülen gerilim ve akım değerleri yardımıyla, motorun anlık hız bilgisi, konum bilgisi, milin ucunda bulunan yük momenti ve indüksiyon motorunun rotorunda oluşan akı değerlerinin elde edilmesine olanak sağlanmıştır. Bu tez çalışmasında öncelikle değişik türden indüksiyon motor kontrol algoritmaları incelendi. Bu algoritmalardan v/f kontrol algoritması, vektör kontrol algoritması ve kalman filtreleme algoritmaları ele alınarak birbirlerine göre üstün ve zayıf yönleri irdelendi. Kalman filtreleme algoritması indüksiyon motor dq eksen sistemindeki Vas modeline uygulanarak, rotor hızı ve motor akı bileşenlerinin kestirimi amaçlanmıştır. Amaçlanan filtreleme algoritmasının giriş datalan stator akım ve gerilim bilgileridir. Filtre çıkışında ise rotor açısal hızı, rotor akı bileşenleri ve stator akım bileşenleri kestirilmektedir. Stator akım bileşeninin tekrar kestiriminin amacı, kestirim sonuçlan ile ölçüm sonuçlan karşılaştınlarak filtreleme algoritmasının performansının incelenmesidir. Söz konusu algoritmanın simülasyonu matlab-simulink ortamında gerçekleştirildi. Sinusoidal giriş gerilimi için değişik yük momentleri altoda elde edilen simülasyon sonuçlanndan önerilen kestirim algoritmasının oldukça doğru sonuçlar verdiği gözlendi. ıx

PARAMETRE ESTIMATION OF INDUCTION MOTOR'S STATE VARIABLES WITH KALMAN ALGORITHM AND MATLAB SIMULATION SUMMARY Key words : Induction motor model, vector control, komglex state variables, observer, Kalman filter, matlab, simulink. This work focuses on observers estimating flux linkage and speed for induction machines. With speed estimation, sensorless control is possible, meaning that the speed of induction machines without mechanical speed sensors can be controlled. The observer based sensorless drive system has superior dynamic performance compared to a system with an open loop frequency inverter, yet it is neither more complex nor expensive. Using mechanical equivalent models of the induction machine and observers, an accurate flux observer working in the entire speed region of the induction machine is presented. The flux observer is expanded into a combined flux and speed observer, measuring only stator current and voltage. A method for sensorless control is proposed, analyzed and experimentally verified. Observer and controller calculations are performed by matlab simulink. x