Elektromanyetik yönlendirme sisteminin tasarım, konstrüksiyon ve kontrolü

Yönlendirme sistemi, yüksek hızlı maglev trenlerinin seyahat esnasında yönlendirme yolundan sapmasını engelleyerek yönlendirme yolunun merkezinde tutan önemli bir sistemdir. Yönlendirme mıknatısları genellikle iki tip manyetik kuvvet vasıtasıyla oluşturulabilir: bunlar ya çeken ya da iten kuvvetlerdir. Bu çalışmada, elektromanyetik yönlendirme sisteminin prototipi için önerilen yapı tasarlanmış, üzerine çalışılmış ve kontrol edilmiştir. Sistemin analiz ve simülasyonu, 2 boyutlu sonlu öğeli çözümlemeyi temel alan FEMM yazılımıyla (ki bu yazılım aynı zamanda tasarım sürecinin ince ayarı için analitiksel yaklaşımda gereklidir) elde edilmiştir. Sistemin dinamik modeli, transfer fonksiyonu ve durum uzay modelini bulmak için tasarlanmıştır. Sistem nadiren kararsız, açık döngülü ve doğrusal olmayan durumdadır. Sistem, Taylor Seri Açılımı kullanılarak çalışma noktasında doğrusallaştırılmıştır. Sistem kontrolü için çeşitli doğrusal ve doğrusal olamayan modelli çeşitli sistemler olan; evre öndelemesi, PID ve kutup değiştirme tekniğini temel alan durum geri besleme kontrolü kullanılmıştır. MATLAB Simulink sonuçların çizime aktarımında ve simülasyonda kullanılmıştır. Deneysel aşamada Arduino Mega 2560 bir dijital kontrolör olarak sistemde Fuzzy PID kontrol algoritmasını uygulamak ve sistemi istenilen pozisyonda set etmek için kullanılmıştır. Fuzzy PID kontrolün performansı, öngörülen kontrol sisteminin dış etken kuvvetlere karşı sağlamlılığı araştırılarak başarı ile test edilmiştir. Sonuç olarak, kararlı konum hatası sabit ayar noktasında minimize edilmiştir.