Pnömatik bir sistemin deneysel modellenmesi ve simülasyonu
Experimental modelling and simulation of a pneumatic system
- Tez No: 126698
- Danışmanlar: PROF. DR. CAN ÖZSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Robotik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
PNÖMATİK BİR SİSTEMİN DENEYSEL MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU ÖZET Pnömatik sistemlerle hassas kontrol uygulamalarına yönelik çalışmalar son yıllarda önemli artış göstermektedir. Sistemin modelinin, yapısının ve gerçek parametrelerinin iyi bilinmesi; uygulanacak kontrolün başarısını artıracaktır. Bu sebeple; gerçek bir pnömatik sistemin deneysel olarak modellenmesi, parametrelerinin tanılanması ve simülasyonu bu çalışmanın konusunu oluşturmaktadır. Bu çalışmada İ.T.Ü. Makina Fakültesi Otomatik Kontrol Laboratuvarı'nda bulunan elektropnömatik deney düzeneğinden yararlanılmaktadır. Deney düzeneği, her iki yönde de aynı kesite sahip, çubuksuz, üzerindeki arabaya manyetik olarak bağlı hassas bir silindir, bilgisayardan gelen elektrik sinyalleriyle orantılı olarak belirli referans basınçlarını üreten elektropnömatik oransal servovalfler, manyetik lineer cetvel, analog basınç ölçerler ve arayüz devrelerinden oluşmaktadır. Sistem tamlama amacıyla sisteme PRBS sinyali gönderilerek, sistemin konum ve basınç olarak tepkileri kaydedilmekte, daha sonra bu veriler sayısal olarak işlenerek, tamlama modelinde kullanılacak giriş ve çıkışlar üretilmektedir. Pnömatik sistem modeli, silindir odacıklarındaki basınç değişimlerini tanımlayan iki adet iki giriş-tek çıkışlı basınç modeli ve piston hareketini tanımlayan tek giriş-tek çıkışlı hız modelinin birleştirilmesinden oluşmaktadır. Sistemin matematik modelini de gözönüne alarak kurulan basınç modelleri ve hız modelinin parametreleri Adaptech Midsys tamlama paket programı aracılığıyla elde edildikten sonra; ayrık zamanlı modeller, sürekli zamanlı modellere çevrilerek simülasyon modelinde kullanılmaktadır. Genişletilmiş en küçük kareler yöntemi, azalan kazançlı parametre uyum algoritması ve Guidorzi'nin kanonik parametrizasyonu kullanılarak yapılan tamlamada elde edilen birinci mertebe basınç ve hız modelleri geçerlilik testinden de olumlu çıkmıştır. Sonuç olarak, sistemin kuru sürtünme katsayıları, viskoz sürtünme katsayısı, hareketli kütle (piston+araba), valfe ait katsayılar gibi birçok parametresi tanılanabilmektedir. Tanılanan modellerin simülasyon modelinde kullanılmasıyla sistemin kabuller yerine gerçek parametreleri kullanılarak simüle edilmesi mümkündür. Pnömatik sistemin tadil edilmesi düşünülen kısımları son karar öncesinde simülasyon modeliyle denenebilir. Sistemdeki parametrelerin zamanla değişimi incelenerek arıza veya bakım için gerekli tedbirler önceden alınabilir. xii
Özet (Çeviri)
EXPERIMENTAL MODELLING AND SIMULATION OF A PNEUMATIC SYSTEM SUMMARY Studies on the precise control applications with pneumatic systems have been growing in recent years. To know system model, structure and real parameters very well will increase the success of the control to be applied. So the subject of this study is experimental modelling, identification and simulation of a real pneumatic system. In the study, an electropneumatic experimental stand which was installed in Automatic Control Laboratory of Mechanical Faculty of I.T.U. is utilised. Experimental stand consists of a magnetically coupled rodless cylinder with high precision guide, and two electropneumatic proportional servovalves producing proportional reference pressures according to electric signals sent from the computer, and a magnetic linear scale, and two analog pressure sensors, and interface circuits. PRBS signals are sent to the pneumatic system for system identification and system responses as position and chamber pressures are recorded. Later, these data are digitally processed, and input and output data for identification models are created. Pneumatic system model consists of a combination of two pressure models which have two inputs and one output and define pressure changes in the cylinder chambers and a velocity model which has one input-one output and defines piston motion. Parameters of the pressure models and the velocity model that are installed considering the mathematical equations of the system are identified by using Adaptech Midsys identification software. And discrete-time models are obtained. Later they are converted into continuous-time models for simulation model. During the identification, extended least squares method, parameter adaptation algorithm with decreasing gain and canonical parametrization of Guidorzi have been applied. Pressure and velocity models are found as first order models with positive validation test results. As a conclusion, parameters of the pneumatic system such as dry friction coefficients, viscous friction coefficients, moving mass (piston+carriage), valve coefficients, etc. are identifiable. By transferring identified models into the simulation model, a realistic simulation with actual parameters instead of assumed ones can be performed. If a modification is planned on the system, this modification can be verified before the last decision. Through watching the change of the system parameters by time, precautions can be taken for probable faults or needs of maintenance. xin
Benzer Tezler
- Oransal valf ve hidrolik silindirden oluşan bir sistemin tanılanması ve konum kontrolu
Identification and pasition control of a system consisting of a proportional valve and hydraulic cylinder
İLYAS İSTİF
Doktora
Türkçe
2003
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KENAN KUTLU
- İniş takımlarında kullanılan amortisörlerin matematiksel modellemesi ve analizi
Mathematical modeling and analysis of shock absorbers used in landing gear
SÜLEYMAN MURAT KÖROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
- Modelling, analysis and experimental verification of pneumatic brake system
Havalı fren sisteminin modellenmesi, analizi ve deneysel olarak doğrulanması
İBRAHİM CAN GÜLERYÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜN BAŞER
- Material based computation: Composites for a responsive façade design
Malzeme tabanlı bilgisayım: Etkileşimli cephe tasarımı için bileşik malzemeler
ZEYNEP SÜMBÜL ENHOŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Pnömatik tüp taşıma sistemlerinin modellenmesi ve iyileştirilmiş yöntem önerileri
Modeling of pneumatic tube conveying systems and improved methods proposals
BÜŞRA TAKGİL
Doktora
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolDüzce ÜniversitesiElektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RESUL KARA