Geri Dön

Single axis precise motion control using piezoacuator associated with a compliant mechanism

Esnek mekanizma ve piezo eyleyici vasıtası ile tek eksenli hassas pozisyon kontrolü

  1. Tez No: 341076
  2. Yazar: GÖKHAN YAŞAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAİF TUNA BALKAN, PROF. DR. YAVUZ YAMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 90

Özet

Bu çalışmada, piezo eyleyici vasıtasıyla tek eksenli hassas konumlama yapılmıştır. Piezo eyleyicinin düşük deplasman çıktısı sebebiyle, bu çıktıyı artıracak mekanik yükseltici sisteme eklenmiştir. Mekanik yükseltici olarak elastik olarak bükülebilen mafsallardan oluşan esnek bir mekanizma tasarlanmıştır. Tasarım farklı alternatiflerin belirli bir puanlamaya altında değerlendirilmesi sonucu kararlaştırılmıştır. Mekanik yükselticinin tasarım parametreleri optimum olarak belirlenmiş ve oluşturulan sistemin statik analizleri sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiş ve doğrulanmıştır. Sistemde histeri etkisini elemine etmek amacıyla Bouc-Wen modeli kullanılarak ileri beslemeli bir kontrol sistemi tasarlanmıştır. Buna ek olarak, referans girdi ve elde edilen çıktı arasındaki konum hataları, sisteme oransal ve tümlevsel (PI) tip geribesleme denetim kontrol sistemi eklenerek azaltılmıştır. Ayrıca, Sıfır Faz Hata Takip Kontrolü (SFHTK) sisteme eklenmiş ve sistemin referans girdiyi daha hassas takip etmesi amaçlanmıştır. Tasarlanan mekanizma, tel erezyon yöntemi ile üretilmiştir. Üretimi takiben, oluşturulan deney düzeneği ile analitik ve sonlu elemanlar yöntemi ile bulunan yükseltme oranı doğrulanmıştır. Buna ek olarak tasarlanan kontrol algoritmaları sinus ve basamak girdileri kullanılarak denenmiş ve nihai sistem kararlaştırılmıştır

Özet (Çeviri)

Mechanical amplification is achieved using a multi-flexure-hinge based compliant mechanism, due to limited displacement range of piezoactuator. In the design stage of mechanism, a comparison matrix analysis is performed to decide the best alternative among the possible compliant mechanism candidates. The mechanical design parameters of the displacement amplifier is determined optimally using the analytical equation derived using Pseudo Rigid Body Model, and the static analysis is performed using finite element method to validate the analytical findings. The control system is implemented both to compensate the hysteresis effect and procure precise positioning. In this manner, a model based feedforward model (Bouc-Wen Model) is used as hysteresis compensation and a Proportional Integral (PI) control is used to minimize the error between the desired and actual position. In addition, Zero Phase Error Tracking Control (ZPETC) is added to the system to track the reference input more precisely. The overall mechanism is manufactured using Electro Discharge Machining (EDM) to be used in experiments. The control system is empirically realized and results such as sinusoidal and step responses are evaluated in time domain for each controller separately. All the findings including amplification ratio and controller performance of each control algorithm are validated and evaluated using experimental setup with proper instrumentation.

Benzer Tezler

  1. Bir kara platformu üzerinde konumlandırılmış iki eksenli anten sisteminin kararlılaştırılması ve hassas takip denetimi

    Stabilization and precise tracking control of a 2-axis antenna system mounted on a ground vehicle

    ORHAN GÜRBÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BÜLENT ÖZKAN

    DR. GALİP SERDAR TOMBUL

  2. Marmara Denizi ve çevresinin üç boyutlu hız yapısının tomografik görüntülemesi

    Tomographic imaging of the three-dimensional velocity structure of the Marmara Sea and its surrounding

    ADİL TARANCIOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ARGUN KOCAOĞLU

  3. GPS-WGS 84 koordinatlarının 2 ve 3 boyutlu transformasyonlarında ölçek faktörünün etkisi ve düşey transformasyon yöntemleri

    effects of scale factor on GPS-WGS 84 coordinate transformations in 2-d & 3-d and methods for vertical transformations the navstar gps

    A.ŞULE ERDEM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeodezi ve Fotogrametri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHAMMED ŞAHİN

  4. Kaos analizi: Bir finansal sektör uygulaması

    Başlık çevirisi yok

    CAFER ERCAN BOZDAĞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET HALUK ERKUT

  5. Design and production of benchtop x-ray imaging system

    Masaüstü x-ışını görüntüleme sisteminin dizaynı ve üretimi

    MEHMET ERHAN EMİRHAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENAP ŞAHABETTİN ÖZBEN