Endüstriyel fan sistemlerinde kullanılan fırçasız doğru akım motorunun nötrosofik bulanık mantık pı denetleyici ile hız denetimi

Fırçasız doğru akım motorları (FDAM), günümüzde sessiz çalışma, sağlam yapı, az bakım ihtiyacı, yüksek verim, yüksek moment, geniş hız aralıklarında çalışma ve kolay kontrol gibi avantajları nedeniyle çok önem kazanmıştır. Endüstriyel fan sistemlerinde basınç ve hava akışı sağlamak için kullanılan FDAM, bu avantajları nedeniyle endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Havalandırma sistemleri için ani hız değişiklikleri gerektiren aspirasyon ve vantilasyon koşulları önem arz etmektedir. Bu çalışmada FDAM'nin hız kontrolü için nötrosofik bulanık mantık denetleyici (NBMD) önerilmiştir. Motorun performansını artırmak amacıyla alan yönlendirmeli kontrol (AYK) yöntemi kullanılmıştır. Pozisyon ve hız kontrollerinde uygulama kolaylığı ve hızlı tepkisi nedeniyle Oransal İntegral (PI) kontrolör kullanılmaktadır. Ancak doğrusal olmayan sistemlerin kontrolünde basit yapısı nedeniyle PI kontrolör istenilen kontrol cevabını sağlayamamaktadır. Bu nedenle sistemin matematiksel modelinden bağımsız ve hızlı dinamik cevaba sahip modern kontrolcüler tasarlanmıştır. Çalışmadaki hız kontrolü için motorun hız hatası ve bu hatanın değişimi hem bulanık mantık denetleyici (BMD)'de hem de bu iki parametrenin iki ayrı kural tabanında incelenen NBMD'de giriş değişkeni olarak kullanılmıştır. Ardından her iki sistemde de net çıkışlar PI kontrolöre uygulanmıştır. Hata ve hata değişimi için oluşturulan giriş değişkenlerinin nötrosofik mantık teorisindeki doğru (T) ve yanlış (F) üyelik fonksiyonlarının yanında belirsiz (I) üyelik fonksiyonlarının da hesaba katılması nötrosofik bulanık mantık-PI (NBMD-PI) denetleyicide daha detaylı bir inceleme imkânı sağlamaktadır. Belirtilen yöntemler için Matlab/Simulink yazılımında tasarlanan NBMD-PI, BMD-PI ve geleneksel PI kontrolörle FDAM'nin iki farklı hız profili için hız kontrolü sağlanmış ve analiz edilerek birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Simülasyonun yanı sıra aynı FDAM'nin hız kontrolü hem boşta hem de yük altında deneysel olarak MATLAB/Simulink'te gerçekleştirilen kapalı çevrim kontrol sinyallerinin gerekli donanıma aktarılmasıyla birlikte sağlanmıştır. FDAM sensörsüz biçimde istenilen hızda kontrol edilmiştir ve hız kontrol sonuçları analiz edilerek önerilen NBMD-PI yöntemiyle BMD-PI ve geleneksel PI kontrolör karşılaştırılmıştır. Motor boşta çalışma hız takibi, motorun yük altındaki hız takip sonuçları çizelge ve grafiklerle sunulmuştur. Simülasyon sonuçlarında, gerçek zamanlı olarak motor boşta çalıştığında ve motora yük uygulandığında en iyi sistem cevabını önerilen NBMD-PI yöntemi vermiştir. Önerilen yöntemin BMD-PI ve geleneksel PI kontrolörden elde edilen sonuçlara göre hız yanıtı, kalıcı durum hatası, aşım ve yükselme zamanı gibi kriterler bakımından daha iyi olduğu görülmüştür. Ayrıca önerilen yöntemde hata değişiminin hatadan ayrı olarak değerlendirilmesi FDAM'nin hız kontrol sürecinde esneklik sağlamaktadır.