Elektrikli araçlarda konfor ve performans artırımına yönelik kontrol stratejilerinin geliştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KONTROL VE OTOMASYON MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DENİZ KAPTAN
Danışman: Levent Ucun
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Enerji verimliliğini sağlama ve çevre kirliliğini azaltma adına elektrikli araçlar yaygınlaşmıştır. Aracın verimliliği ve performansı açısından uygun elemanların belirlenerek sistemin kontrol edilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Sabit Mıknatıslı Senkron Motor (SMSM), Lityum-İyon batarya ve iki vitesli aktarma organına sahip bir elektrikli araç sistemi ele alınarak sistemin performansının iyileştirilmesi ve verimliliğinin artırılması amaçlanmıştır. Aracın çekiş sistemini oluşturan elektrik motorlarının kontrolünde genellikle klasik geri beslemeli kontrolörler kullanılır. Bu çalışmada mevcut literatürden farklı olarak elektrikli araç sistemi frekans tabanlı yöntemlerle ele alınmış ve sistem cevabı üzerindeki performans düşürücü etkilerin azaltılması amaçlanmıştır. Frekans tabanlı sistem tanıma analizinde; Voltera serisi tabanlı yaklaşımlar, Frekans Cevabı Fonksiyonları (FCF), Bode diyagramları, Yüksek Mertebeli Sinüzoidal Giriş Tanımlama Fonksiyonları (YMSGTF) kullanılır. Bu çalışmada ilk olarak, bozucu etmenlere karşı sistemin hız performansını kompanze etmeye yönelik YMSGTF tabanlı ileri beslemeli kompanzatörler tasarlanmıştır. Önerilen kompanzatörlerin benzetimiyle sistemin hız tepkisi ve batarya tüketimi gibi çıktılarında başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Çalışmanın diğer kısmında ise; elektrikli araç modeli Lur'e tipi bir sisteme dönüştürülmüş ve Chebyshev polinomları vasıtasıyla elektrik motoru hız kontrol döngüsünde yer alan optimal kompanzatör tasarlanmıştır. Chebyshev polinomları tabanlı optimal kompanzatör, sistem çıkışında istenmeyen harmoniklere bağlı maliyet fonksiyonunu minimize ederek bir önceki kompanzatörlere nazaran daha yumuşak bir hız tepkisi elde edilmesini sağlamış ve batarya tüketimini de iyileştirmiştir. Çalışma kapsamında ayrıca, farklı hız referanslarında Chebyshev polinomları tabanlı optimal kompanzatörün etkisini gözlemlemek için sisteme sürüş çevrimi sinyali uygulanmış olup, rotor mekanik hız cevabı ve batarya tüketiminde başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Alan yönlendirmeli kontrol, elektrikli araç, frekans tabanlı sistem tanıma, sabit mıknatıslı senkron motor, yüksek mertebeli sinüzoidal giriş tanımlama fonksiyonları.