Simulative and real time DC motor speed control

Abstract

DC motor velocity control is one of the most commonly encountered control applications in literature as DC machines are exclusively used in industrial applications. The DC motors are assumed to have linear and stable characteristics, and for this reason they are supposed to be controlled easily. However that is not the case in real time applications. This thesis provides a real time controller design approach in cooperation with system identification. Primarily the linear mathematical model of an experimental DC motor speed control system set-up is constructed in simulation and this model is used to obtain a controllerfor the speed control mission yet the controller obtained in the simulation turn out to be unsuccessful in the real time application. Hence, a real time system identification step is executed to attain an approximate system linear model and it is observed that identified system structure varied from the mathematical model significantly. Finally, A new controller is designed for the identified system and it verified by different tests that this controller operates comparably well in real time applications.

DC motor hız kontrolü, DC makineler endüstriyel uygulamalarda sıklıkla kullanıldığından, literatürde en sık karşılaşılan kontrol problemlerindendir. DC motorların doğrusal ve kararlı karaktere sahip oldukları varsayılır ve be nedenle kontrollerinin kolaylıkla yapılabileceği zannedilir. Buna karşın gerçek zamanlı uygulamalarda bu önerme tam anlamıyla doğru değildir. Bu tez sistem tanımlamayla işbirliği içinde gerçek zamanlıbir denetleyici tasarımı yaklaşımını sunmaktadır. İlk olarak deneysel DC motor hız kontrolü sistemi düzeneğinin matematiksel modeli benzetimde oluşturulmuştur ve bu model hız kontrolü görevi için denetleyici tasarımında kullanılmıştır. Fakat benzetimde elde edilen denetleyici gerçek zamanlı uygulamada başarısız olmuştur. Bu nedenle yaklaşık sistemin doğrusal modelini elde etmek için gerçek zamanlı bir sistem tanımlama adımı uygulanmıştır ve tanımlanan sistemin yapısının matematiksel modelden belirgin şekilde farklı olduğu gözlemlenmiştir. Son olarak, tanımlanan sistem için yeni bir denetleyici tasarlanmış ve bu denetleyicinin gerçek zamanlı uygulamalarda kıyaslanabilir şekilde daha iyi çalıştığı farklı testlerle gösterilmiştir.