BULANIK MANTIK KONTROLLÜ REJENERATİF FRENLEME SİSTEMİ (REGENERATIVE BRAKING SYSTEM USING FUZZY LOGIC CONTROLLER) Yakup ŞAHİN 1* , Uygar GÜNEŞ 1 , Furkan UMMAN 1 , Ahmet Can CECELOĞLU 1 , H. Emre GÜNER 1 , H. Metin ERTUNÇ 1 1 - Mekatronik Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi Üniversitesi, Umuttepe *[email protected] Elektrikli araçlar için 3 fazlı fırçasız DC motorun çalıs ̧ masında olus ̧ an rejeneratif enerji kazancı, bulanık mantık kontrolü kullanılarak yapılmıs ̧ tır. Yapılan simülasyon çalıs ̧ malarında görülmüs ̧ tür ki; motor frenlenme esnasında veya bos ̧ ta seyir halinde kaldıg ̆ ından itibaren sargılarında olus ̧ an akım uygun güç anahtarların tetiklenmesiyle bir sınır deg ̆ eriyle en verimli s ̧ ekilde bataryaya aktarılabilir. Simulasyon sonuçlarına göre rejeneratif modda çalıs ̧ ma, motor moduna göre %4.7 daha fazla s ̧ arj seviyesi sag ̆ lamaktadır ve bu sayede menzil için daha verimli sonuçlar elde edilmektedir. Çalıs ̧ manın sonraki adımı kullanılan motor ve araç parametrelerinin gerçek hayatta kullanılan bir sistem modeli kullanılarak modellenmesi ve gerçek sürüs ̧ çevrimleri altında rejeneratif frenleme sisteminin uygulanması olacaktır. Simülasyon Sonuçları Deneysel Yöntem Sonuçlar ve tartışmalar Elektrikli araçlar, günümüzde revaçta olup özellikle s ̧ ehir içi kullanım için oldukça verimli sonuçlar alınmıs ̧ tır. Elektrikli araçların zamanla benzinli otomobillerin yerini almaya bas ̧ ladıg ̆ ı göz önüne alındıg ̆ ında bu konuda yapılan aras ̧ tırmaların sayısı her geçen gün daha da artmaktadır. Rejeneratif Frenleme Sistemi, Hibrit Otomobillerde ve Elektrikli Otomobillerde kullanılan elektrik motorlarının zıt elektromotor kuvvetinden kaynaklanan potansiyel enerjinin tekrar sisteme geri kazandırılması amacını tas ̧ ır. Bu sistem ile kaybedilen bu enerjinin geri kazanılması ile sistem veriminin artması buna bag ̆ lı olarak sürüs ̧ menzilinin artması beklenmektedir. Elektrikli araçlarda rejeneratif frenleme sistemlerinin tasarımındaki en önemli ölçütleri; verimlilik, araç performansı, güvenlik, tamir kolaylıg ̆ ı ve otomobilin kesintisiz seyahat mesafesi olarak sıralanabilir. Elektrikli araçların sorunlarından biri olan menzil sorununa bir çözüm bulmak için daha verimli bir sürüs ̧ algoritmasının olus ̧ turulması amaçlanmıs ̧ tır. Sistemin dinamik modeli Matlab/Simulink ortamında olus ̧ turularak rejeneratif frenleme sistemi için olası bir sürüs ̧ çevrimi altında sistemin simulasyonu yapılmıs ̧ tır. Rejeneratif modda sistemin daha verimli çalıs ̧ ması ve güvenli s ̧ arj durumu için bulanık mantık kontrolör (Fuzzy) ile PID kontrolör bir arada kullanılmıs ̧ tır. Bulanık kontrol giris ̧ parametresi olarak 3 faktör göz önüne alınmıs ̧ tır. Bu faktörler; aracın anlık hız bilgisi, batarya s ̧ arj durumu ve frenleme kuvvetidir. Kontrol çıktısı ile rejeneratif frenleme seviyesi tespit edilmis ̧ tir. Elde edilen sonuçlar motor ve rejeneratif çalıs ̧ ma modu için kars ̧ ılas ̧ tırmalı olarak deg ̆ erlendirilmis ̧ tir. FRENLEME KUVVETİ BATARYA ŞARJ DURUMU ARAÇ HIZI REJENERATİF FRENLEME YÜKSEK YÜKSEK YÜKSEK Mf1 ORTA Mf1 DÜŞÜK Mf0 ORTA YÜKSEK Mf2 ORTA Mf2 DÜŞÜK Mf1 DÜŞÜK YÜKSEK Mf3 ORTA Mf3 DÜŞÜK Mf2 ORTA YÜKSEK YÜKSEK Mf5 ORTA Mf3 DÜŞÜK Mf3 ORTA YÜKSEK Mf7 ORTA Mf5 DÜŞÜK Mf4 DÜŞÜK YÜKSEK Mf8 ORTA Mf8 DÜŞÜK Mf4 DÜŞÜK YÜKSEK YÜKSEK Mf6 ORTA Mf5 DÜŞÜK Mf4 ORTA YÜKSEK Mf10 ORTA Mf10 DÜŞÜK Mf9 DÜŞÜK YÜKSEK Mf10 ORTA Mf10 DÜŞÜK Mf9 Tablo 1 Bulanık Mantık Üyelik Fonksiyonu Şekil 5 Simülasyon için oluşturulan Akış Diyagramı Şekil 6 1400 rpm referansta hız için çıkış grafiği Şekil 7 Herhangi bir faz için Zıt EMK değeri Şekil 1 Batarya şarj durumu üyelik Şekil 3 Frenleme derecesi üyelik Şekil 2 Anlık araç hızı üyelik fonksiyonu Şekil 4 Motor kuvveti (çıkış) üyelik fonksiyonları Şekil 8 3500 rpm referansta hız çıkışı Şekil 10 Sürüş çevrimi Şekil 11 Rejeneratif ve motor modda çalışma durumunda batarya şarj seviyesi-zaman grafiği Şekil 9 Herhangi bir faz Zıt EMK değerleri
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BULANIK MANTIK KONTROLLÜ REJENERATİF FRENLEME SİSTEMİ
(REGENERATIVE BRAKING SYSTEM USING FUZZY LOGIC CONTROLLER)
Yakup ŞAHİN1*, Uygar GÜNEŞ1, Furkan UMMAN1, Ahmet Can CECELOĞLU1 , H. Emre GÜNER1, H. Metin ERTUNÇ1
1 - Mekatronik Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi Üniversitesi, Umuttepe *[email protected]
Elektrikli araçlar için 3 fazlı fırçasız DC motorun çalısmasında olusan rejeneratif enerji kazancı, bulanık mantık kontrolü kullanılarak yapılmıstır. Yapılan simülasyon çalısmalarında görülmüstür ki; motor frenlenme esnasında veya bosta seyir halinde kaldıgından itibaren sargılarında olusan akım uygun güç anahtarların tetiklenmesiyle bir sınır degeriyle en verimli sekilde bataryaya aktarılabilir. Simulasyon sonuçlarına göre rejeneratif modda çalısma, motor moduna göre %4.7 daha fazla sarj seviyesi saglamaktadır ve bu sayede menzil için daha verimli sonuçlar elde edilmektedir. Çalısmanın sonraki adımı kullanılan motor ve araç parametrelerinin gerçek hayatta kullanılan bir sistem modeli kullanılarak modellenmesi ve gerçek sürüs çevrimleri altında rejeneratif frenleme sisteminin uygulanması olacaktır.
Simülasyon Sonuçları
Deneysel Yöntem
Sonuçlar ve tartışmalar
Elektrikli araçlar, günümüzde revaçta olup özellikle sehir içi kullanım için oldukça verimli sonuçlar alınmıstır. Elektrikli araçların zamanla benzinli otomobillerin yerini almaya basladıgı göz önüne alındıgında bu konuda yapılan arastırmaların sayısı her geçen gün daha da artmaktadır. Rejeneratif Frenleme Sistemi, Hibrit Otomobillerde ve Elektrikli Otomobillerde kullanılan elektrik motorlarının zıt elektromotor kuvvetinden kaynaklanan potansiyel enerjinin tekrar sisteme geri kazandırılması amacını tasır. Bu sistem ile kaybedilen bu enerjinin geri kazanılması ile sistem veriminin artması buna baglı olarak sürüs menzilinin artması beklenmektedir. Elektrikli araçlarda rejeneratif frenleme sistemlerinin tasarımındaki en önemli ölçütleri; verimlilik, araç performansı, güvenlik, tamir kolaylıgı ve otomobilin kesintisiz seyahat mesafesi olarak sıralanabilir.
Elektrikli araçların sorunlarından biri olan menzil sorununa bir çözüm bulmak için daha verimli bir sürüs algoritmasının olusturulması amaçlanmıstır. Sistemin dinamik modeli Matlab/Simulink ortamında olusturularak rejeneratif frenleme sistemi için olası bir sürüs çevrimi altında sistemin simulasyonu yapılmıstır. Rejeneratif modda sistemin daha verimli çalısması ve güvenli sarj durumu için bulanık mantık kontrolör (Fuzzy) ile PID kontrolör bir arada kullanılmıstır. Bulanık kontrol giris parametresi olarak 3 faktör göz önüne alınmıstır. Bu faktörler; aracın anlık hız bilgisi, batarya sarj durumu ve frenleme kuvvetidir. Kontrol çıktısı ile rejeneratif frenleme seviyesi tespit edilmistir. Elde edilen sonuçlar motor ve rejeneratif çalısma modu için karsılastırmalı olarak degerlendirilmistir.
FRENLEME
KUVVETİ
BATARYA
ŞARJ
DURUMU
ARAÇ HIZIREJENERATİF
FRENLEME
YÜKSEK
YÜKSEKYÜKSEK Mf1
ORTA Mf1DÜŞÜK Mf0
ORTAYÜKSEK Mf2
ORTA Mf2DÜŞÜK Mf1
DÜŞÜKYÜKSEK Mf3
ORTA Mf3DÜŞÜK Mf2
ORTA
YÜKSEKYÜKSEK Mf5
ORTA Mf3DÜŞÜK Mf3
ORTAYÜKSEK Mf7
ORTA Mf5DÜŞÜK Mf4
DÜŞÜKYÜKSEK Mf8
ORTA Mf8DÜŞÜK Mf4
DÜŞÜK
YÜKSEKYÜKSEK Mf6
ORTA Mf5DÜŞÜK Mf4
ORTAYÜKSEK Mf10
ORTA Mf10DÜŞÜK Mf9
DÜŞÜKYÜKSEK Mf10
ORTA Mf10DÜŞÜK Mf9
Tablo 1 Bulanık Mantık Üyelik Fonksiyonu
Şekil 5 Simülasyon için oluşturulan Akış Diyagramı
Şekil 6 1400 rpm referansta hız için çıkış grafiği
Şekil 7 Herhangi bir faz için Zıt EMK değeri
Şekil 1 Batarya şarj durumu üyelik
Şekil 3 Frenleme derecesi üyelik
Şekil 2 Anlık araç hızı üyelik fonksiyonu
Şekil 4 Motor kuvveti (çıkış) üyelik fonksiyonları
Şekil 8 3500 rpm referansta hız çıkışı
Şekil 10 Sürüş çevrimi Şekil 11 Rejeneratif ve motor modda çalışma durumunda batarya şarj seviyesi-zaman grafiği
Şekil 9 Herhangi bir faz Zıt EMK değerleri
Related Documents
