Geri Dön

4 kutuplu karma elektromıknatısın modellenmesi ve kontrolü

Modelling and control of 4-pole type yoke hybrid electromagnet

  1. Tez No: 349861
  2. Yazar: HASAN FATİH ERTUĞRUL
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ, YRD. DOÇ. DR. KADİR ERKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 130

Özet

Bu tez çalışmasında, 4-kutuplu manyetik yastığın planar doğrusal motorla birleştirilmesi ile elde edilen çok eksende hareket ve taşıma yeteneğine sahip bir sistemin yastıklama modelli çıkartılmış ve kontrol algoritmaları geliştirilmiştir. Bu tezde yapılan çalışmalar TÜBİTAK tarafından desteklenen bir proje kapsamında yapılmaktadır. Projenin 3 yılda tamamlanması öngörülmektedir. Projenin ilk yılında, 4 – kutuplu karma elektromıknatıs ve doğrusal motorlardan oluşan esnek bir taşıma sistemine ilişkin deneysel prototip kurulmuştur. 4 – kutuplu karma elektromıknatıs ile havada yastıklama ve doğrusal motor yapısı ile yatay tahrik mekanizmasının oluşturulması amaçlanmıştır. Sistemin havada yastıklama analitik modeli manyetik eşdeğer devre temelli yöntemle bulunmuştur. Analitik modelin doğruluğunu göstermek için, analitik model sonuçları sonlu elemanlar analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sonlu elemanlar analizi ANSYS Maxwell-3D yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca sistemin doğrusallaştırılmış transfer fonksiyonu ve durum uzayı modeli denklemleri çıkartılmıştır. Karma elektromıknatıs yapısı gereği doğrusal olmayan bir karakteristiğe sahiptir ve kontrol edilebilirlik noktasında kararsızlık göstermektedir. Sistemin çalıştırılabilmesi için karma elektromıknatısın çok eksende aktif kontrolü gereklidir. Bu amaçla, karma elektromıknatısın çok eksende kontrolü için, gerilim beslemeli durum ele alınarak sistem dinamiği, dönüşüm matrisleri kullanılarak bağımsız eksen takımlarına ayrılmış ve denetleyici tasarımları her bir eksen takımı için yapılmıştır. Denetleyici tasarımında karma elektromıknatısın doğrusallaştırılmış modeli kullanılarak hava aralığı kontrol (I-PD kontrol, bozucu gözlemci tabanlı durum geri beslemeli kontrol) yapılarıyla çözülürken ve giriş gücü kontrolünü (sıfır güç kontrolü, yarı sıfır güç kontrolü) temel alan iki kontrol algoritması önerilmiş ve deneysel olarak irdelenmiştir. Deneysel ve benzetim sonuçları önerilen kontrol algoritmalarının etkinliği başarılı bir biçimde göstermiştir.

Özet (Çeviri)

4-pole type yoke hybrid electromagnet is proposed to create a flexible conveyance system. This multi-axis moveable conveyance system consists of combination of the planar linear motor and 4-pole electromagnet. It was aimed that, 4 – pole hybrid electromagnet would provide levitation force against gravity and linear motors would drive the mover horizontally. In this thesis, the analytical expressions of electromagnetic attraction force and rotational torques induced by permanent magnets and coil currents are developed by well-known MEC method. Moreover, the characteristics of attraction force and rotational torques between 4-pole hybrid electromagnet and iron track are investigated by employing three-dimensional finite element analysis. Two analysis results are compared to confirm that analytical model is consistent with finite element model . The hybrid electromagnet inherently has a non-linear characteristic and from the point view of controllability it is unstable. Hence, in order to run such a system, it is required to actively control the hybrid electromagnet in multi axes. In design of the controllers, linearized model of the hybrid electromagnet was used, besides two stabilizing controller algorithms were proposed and experimentally evaluated; namely, gap clearance control (I-PD, State-space integral control with disturbance observer) and power control (zero power control, Semi-zero power control). This thesis studies are part of a project supported by TUBITAK. It is planned to be completed in 3 years. In the first year of the project, an experimental prototype of a flexible conveyance system has been established. Experimental results were obtained out of this prototype.

Benzer Tezler

  1. Position control of 4 pole hybrid electromagnet combined with planar linear induction motor

    4 kutuplu elektromıknatısın düzlemsel doğrusal motorla konum kontrolü

    MİRSAD BUCAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KADİR ERKAN

  2. Sürekli mıknatıslı senkron makinelerin simülasyonu için fourier serisi ve relüktans devresi yaklaşımıyla bir karma modelin geliştirilmesi

    Development of a hybrid fourier series and reluctance network model for simulation of permanent magnet synchronous machines

    SAVAŞ ALKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. LEVENT OVACIK

  3. Manyetik yastıklamada görüntü işleme ile konumkontrolü

    Position control with image processing for magneticallycarrier

    ENES MAHMUT GÖKER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KADİR ERKAN

  4. Manyetik kama kullanımının asenkron motor verimine etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect of magnetic wedge use on asynchronous motor effiency

    İSMAİL GÜRBÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SİBEL ZORLU PARTAL

  5. Pt(CN)4'ün kristal mühendisliğinde kullanımı

    The use of Pt(CN)4 in crystal engineering

    NİL GÖRKEM ARIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBalıkesir Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜLYA KARA SUBAŞAT