A COMPENSATOR APPLICATION USING SYNCHRONOUS MOTOR WITH A PI CONTROLLER BASED ON PIC

Abstract

In this paper, PI control of a synchronous motor has been realized by using a PIC 18F452 microcontroller and it has been worked as ohmic, inductive and capacitive with different excitation currents. Instead of solving integral operation of PI control which has difficulties with conversion to the digital system, summation of all error values of a defined time period are multiplied with the sampling period. Reference values of the PI algorithm are determined with Ziegler-Nicholas method. These parameters are calculated into the microcontroller and changed according to the algorithm. In addition, this work designed to provide visualization for the users. Current, voltage and power factor data of the synchronous motor can be observed easily on the LCD instantly.

Keywords

• Synchronous motor, PI control, Inductive working, Capacitive working, Resistive working .

PIC TABANLI BİR PI DENETLEYİCİ İLE SENKRON MOTOR KULLANILARAK BİR KOMPANZATÖR UYGULAMASI

Öz

Bu çalışmada PIC 18F452 mikro denetleyici kullanılarak senkron motorun PI kontrolü gerçekleştirilmiş ve değişik uyartım akımlarında endüktif, kapasitif ve omik çalıştırılması sağlanmıştır. Sayısal sistemlere dönüşümü karışık olan PI kontroldeki integral algoritmasını gerçekleştirmek için integral alma işlemi yerine, belirli bir zaman dilimi içerisinde alınan tüm hata değerlerinin toplamının örnekleme periyodu ile çarpılması kullanılmıştır. Çalışmada PI parametrelerinin referans değerleri Ziegler-Nichols ayarlama yöntemi ile tespit edilmiştir. Sistemin çalışması esnasında bu parametreler, tasarlanan yazılım ile mikro denetleyici içerisinde hesaplanarak belirlenen algoritma çerçevesinde eş zamanlı olarak değiştirilmiştir. Ayrıca kullanıcıya LCD ekran üzerinden anlık olarak sisteme ait akım, gerilim, frekans ve güç katsayısı büyüklüklerin gösterilmesi sureti ile çalışmaya görsel bir boyut kazandırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Senkron motor, PI kontrol, Endüktif çalışma, Kapasitif çalışma, Omik çalışma.

References

1. Abido, M.A., Abdel-Magid, Y.L. 1997. “A fuzzy basis function network for generator excitation control”, IEEE Proceedings of the Sixth International Conference on Fuzzy Systems. Vol. 3, pp. 1445-1450.
2. Atherton, D.P., Majhi, S. 1998. “Tuning of optimum PID Controllers”, Proc. of Int. Conf. Controlo’98, Caimbra. pp. 549-554.
3. Baba, F. 1989. Bilgisayar destekli PID tasarım, Marmara Ünv., FBE Yüksek Lisans Tezi pp. 41-57.
4. Berger, M. 1996. Self-tuning of a PI Controller using fuzzy logic for a construction unit testing apparatus, Control Engineering Practice. 4 (6), 785790.
5. Bishop, R. H. 1997. Modern control systems analysis and design using MATLAB and SIMULINK, Adison Wesley Longman.
6. Charais, J., Lourens, R. 2004. Software PID control of an inverted pendulum using PIC, Microchip Application Note 964A.
7. Colak, I., Bayindir, R., Bay, O.F. 2003. Reactive power compensation using a fuzzy logic controlled synchronous motor, energy conversion and management. 44 (13), 2189-2204.
8. Çolak, I., Bayindir, R., Görgün, A., Kundakoğlu, H. 2007. “Senkron motorda değişik çalışma durumlarının gözlenmesi”, EMO III. Yazılım Mühendisliği Sempozyumu, 23-25 Temmuz 2007, Samsun.

9. Fredarick, D.K., Chow, J.H. 2000. Feedback control problems using MATLAB and the control system Toolbox, Brooks/Cole.
10. Gonzalez, E.A., Ambata, L.U. 2004. “Adaptive control using fuzzy-PI means”, ECE Technical Report.
11. Handschin, E., Hoffmann, W., Reyer, F., Stephanblome, T., Schlucking, U., Westermann, D., Ahmed, S.S. 1994. A new method of excitation control based on fuzzy set theory. IEEE Transactions On Power Systems. 9 (1), 533-539.
12. Doğan I., D. 2006. Microcontroller based applied digital control. 230-240 John Willey & Sons Ltd.
13. Park, J. H., Sung, S. W., Lee, I. 1998. An enhanced PID control strategy for unstable processes Vol. 34, 751-756.
14. Zhao, Z., Tomizuka, M. and. Isaka, S. 1993. Fuzzy gain scheduling of PID controllers, IEEE. Trans. Syst., Man, Cybern. Vol. 23 (5), 1392-1398.
15. Ziegler, J.G., Nichols, N.B. 1942. Optimum settings for automatic controllers”, Transactions of ASME. 64, 759-768.