Design, Construction and Control of an Electro-Hydraulic Load Simulator for Testing Hydraulic Drives
Hidrolik Sürücü Sistemlerinin Testleri için Elektro-Hidrolik Yük Simülatörü Tasarımı, Üretimi ve Kontrolü
- Tez No: 383219
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT EMRE PLATİN, PROF. DR. RAİF TUNA BALKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 197
Özet
Bu tez çalışmasında, yeni geliştirilmekte olan hidrolik sürücü ve kontrol sistemlerinin kararlılık ve başarım testlerinin gerçekleştirilmesi için bir elektro-hidrolik yük simülatörü tasarlanmış, üretilmiş ve kontrolü gerçekleştirilmiştir. Bu yük simülatörünün, geliştirilmekte olan hidrolik sürücü sistemlerinin test edilmesi amacıyla belirlenen kuvvetleri laboratuvar ortamında uygulayabilen deneysel bir yükleme sistemi olarak kullanılması hedeflenmiştir. Yük simülatörü olarak valf kontrollü doğrusal bir eyleyiciye sahip bir akışkan gücü kontrol sistemi tasarlanmıştır. Sistemi oluşturan hidrolik ekipmanların seçimi ayrıntılı olarak verilmiştir. Elektro-hidrolik yük simülatörünün kontrolünü gerçekleştirmek için gerçek zamanlı bir kontrol sistemi kurulmuştur. Yük simülatörünün ve test edilmekte olan hidrolik sürücü sisteminin eyleyicilerinin uygun bir şekilde birbirlerine bağlanabilmesi için bir test düzeneği tasarlanıp üretilmiştir. Sistemin matematiksel modeli kurularak MATLAB®/Simulink® ortamında bir benzetim modeli oluşturulmuştur. Bu model açık çevrim test sonuçları ile doğrulanmıştır. Model kritik bir çalışma noktası etrafında doğrusallaştırılarak bir birleşik ileri ve geri besleme kuvvet kontrolcüsü ve test edilecek sistemin hareketinden kaynaklı bozucu etkiyi giderici bir ileri besleme hız kontrolcüsü tasarlanmıştır. Test edilmekte olan sistemin eyleyici konumu doğrusal bir cetvel ile ölçülmekte, hızı ise kinematik Kalman filtresi kullanılarak kestirilmektedir. Kontrolcüler ve kinematik Kalman filtresi bir gerçek-zamanlı kontrol bilgisayarında gerçekleştirilmiştir. Elektro-hidrolik yük simülatörünün dinamik başarımı yapılan testler ile değerlendirilmiş ve model yanıtları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca simülatörün yükleme kapasitesi deneysel sonuçlar ve yapılan simülasyonlar ile açık bir şekilde gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, an electro-hydraulic load simulator is designed, constructed, and controlled in order to carry out the stability and performance tests of newly developed hydraulic drive and control systems. It is an experimental loading system capable of applying the desired test loads onto the actuator of the hydraulic drive system under test in a laboratory environment. The primary aim of this study is to support the research activities related to the development of hydraulic drive and control systems so as to reduce their development period and to save the funds. A fluid power control system with a valve controlled linear actuator is designed as the load simulator. The selection of the hydraulic components of the system is presented in detail. A real-time control system is employed for controlling the electro-hydraulic load simulator. A test bench is designed and constructed in order to accommodate the actuators of the electro-hydraulic load simulator and the hydraulic drive system under test. A mathematical model of the system is developed and a simulation model is constructed by using MATLAB®/Simulink®. The model is validated by the results of open-loop tests. A combined feedforward and feedback force controller and a disturbance feedforward controller are designed by linearizing the validated model of the system around a critical operating point. The actuator position of the hydraulic drive system under test is measured with an incremental encoder and its velocity is estimated by a kinematic Kalman filter to be used in the disturbance feedforward controller. The controllers and the kinematic Kalman filter are implemented into a real-time control computer. The dynamic performance of the electro-hydraulic simulator developed is evaluated by performing a series of real time experiments and comparing their results with the model responses. In addition, the loading limits of the simulator are clearly demonstrated by both experimental tests and simulation results.
Benzer Tezler
- Hidrolik asansörlerin bilgisayar yardımıyla analizi
Computer aided analysis of hydraulic elevators
ABDÜLHAMİT ADSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERPİL KURT HABİBOĞLU
- Yeni bir inşaat malzemesi olarak geotekstiller
Geotextiles as a new construction material
Y.OKAN CİNDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGeoteknik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ ÜLKER
- Robot kollarında enerji akış yönünün motor momentleri üzerine etkileri
Modelling of a manipulatör drive mechanism
TAMER ÇELEBİ
- Elektrohidrolik kontrollü mobil hidrolik yön denetim valfi tasarımı
The design of electrohydraulic control mobile hydraulic control valve
BURAK YERLİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VEDAT TEMİZ
- İki kademeli elektro hidrolik servo valf için kayan kipli denetçi tasarımı
Sliding mode control design for a two stage electro hydraulic servo valve
ALPER ESATOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN UYMAZ SALAMCİ