Control of dynamic system behaviour by magnetorheological and variable orifice dampers
Dinamik sistem davranışının magnetoreolojik ve değişken vana açıklıklı sönümleyicilerle kontrolü
- Tez No: 387126
- Danışmanlar: PROF. DR. SERHAN ÖZDEMİR, YRD. DOÇ. DR. GÜRSOY TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Mechanical Engineering, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 262
Özet
Günümüzde, güçlü depremlere maruz kalan inşaat mühendisliği yapılarının tepkilerinin indirgenmesinde pasif ve yarı-aktif kontrol cihazlarından geniş ölçüde faydalanılmaktadır. Bu cihazlar sistemden enerji sönümlerler. Kontrol edilen sisteme enerji eklemezler. Bundan dolayı sistem sınırlı-girdi-sınırlı-çıktı kararlılığı anlamında kararlı kalır. Mevcut çalışmada yarı-aktif olarak kontrol edilen magnetoreolojik sönümleyicilerle (MRD) ve değişken vana açıklıklı sönümleyicilerle (VOD) ilgilenildi. Üç katlı bir model yapının sismik tepkilerini kontrol etmek için çeşitli kontrol tasarımları uygulandı. Bu kontrol sistemlerinin bazıları çıplak model yapıya uygulanan magnetoreolojik sönümleyicilerden oluştu. Bazıları da sismik izolasyonlu model yapıya magnetoreolojik ya da değişken vana açıklıklı sönümleyicilerin karma uygulanması şeklindeydi. Pasif ve yarı-aktif kontrolcülerden oluşan karma kontrol, iki stratejinin avantajlarından yararlanmak ve zayıf özelliklerini telafi etmek amacıyla kullanıldı. Simulasyonlarda doğrusal karesel düzenleyici (LQR), kayan kipli kontrol, H2/LQG, bulanık mantık ve doğrusal karesel Gaussian (LQG) yöntemlerine dayanan farklı kontrolcüler tasarlandı. Kontrol algoritmalarının etkinliği ve yarı-aktif sönümleyicilerin yanıt indirgemedeki kullanışlılığı çeşitli sayısal örneklerle gösterildi. Durum geri-beslemeli gerçek uygulamalardaki gözlemleyici ihtiyacından dolayı Kalman-Bucy filtresi tasarlandı. Zemin seviyesinde ilave sönüm, üstyapının katiçi ötelenmelerinin ve kat ivmelerinin artması pahasına, zemin hızını doğrudan ve zemin yerdeğiştirmesini dolaylı olarak azalttı. Mevcut çalışma, tahrik ve sistem frekanslarının çakıştığı bir sismik olay durumunda dahi, karma kontrol sisteminin yapısal zararları önleyebildiğini ya da önemli ölçüde azaltabildiğini göstermiştir. Ayrıca üç pasif ve bir magnetoreolojik sönümleyici ile bir kamyon koltuğunun titreşimleri kontrol edildi. Pasif sönümleyiciler kamyon koltuğunun salınımlarını başarıyla indirgedi. Fakat kullanılan RD-1005-3 magnetoreolojik sönümleyicinin kapasitesi mevcut kamyon koltuğunun süspansiyon sistemi için fazla idi.
Özet (Çeviri)
Passive and semi-active control devices are widely utilized for response reduction in civil engineering structures subjected to strong earthquakes. These devices absorb energy from the system. They do not add energy into the system being controlled. Therefore, the system stays stable in the sense of bounded-input-bounded-output stability. In the current study, semi-actively controlled devices were investigated: magnetorheological dampers (MRDs) and variable orifice dampers (VODs). Various control schemes were applied to control the seismic response of a three-storey model structure. Some of these control systems were composed of MRDs applied to the bare model structure. Some of them consisted of hybrid application of MRD or VOD to the seismic isolated model structure. The hybrid control, which consisted of passive and semi-active controllers, was studied in order to benefit from advantages of both strategies and to compensate for their weak properties. In the simulations, different controllers were designed depending on the linear quadratic regulator (LQR), sliding mode control, H2/LQG, fuzzy logic, and linear quadratic Gaussian (LQG). The effectiveness of the control algorithms and the usefulness of semi-active dampers for response reduction were demonstrated through various numerical examples. Kalman-Bucy filter was designed due to the necessity of an observer in real-world applications with state feedback control. Additional damping at the base level reduced the base velocity directly and decreased the base displacement indirectly at the expense of larger drifts and floor accelerations of the superstructure. The study has shown that the hybrid control system can prevent or significantly reduce structural damage during a seismic event even in case of a frequency overlap of excitation and system. Additionally, vibration response of a truck seat was controlled by three different passive dampers and the MRD. The passive dampers could effectively reduce the oscillations of the truck seat. On the other hand, the capacity of the RD-1005-3 MRD was excessive for the suspension system of the current truck seat.
Benzer Tezler
- Manyetoreolojik (MR) sönümlendiricili diz eklemi tasarımı ve analizi
Design and analysis of a knee prosthesis with (MR) magnetorheological damper
TUNA ORHANLI
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLA YILMAZ
- Optimum design of semi-active dampers between adjacent buildings of different sizes subjected to seismic loading including soil-structure interaction
Zemin- yapı etkileşimi dahil sismik yüklenmeye maruz kalan farklı boyutlarda bitişik binaların arasında kullanılan yarı aktif damperlerin optimum tasarımı
MEHMET EREN UZ
Doktora
İngilizce
2013
Deprem MühendisliğiUniversity of WollongongMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMAD N.S. HADI
- Döngüde donanımsal benzetim yapısı kullanılarak hafif uçak iniş takımının yarı aktif kontrolü
Semi-active control of light aircraft landing gear using hardware in the loop simulation structure
SEFA BURHAN EKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Savunma ve Savunma TeknolojileriSivas Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ SUAT YILDIZ
- Klasik ve alternatif titreşim yutucuların incelenmesi
Investigating the classical and alternative vibration absorbers
RIDVAN DOĞRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Design and analysis of magnetorheological damper for vibration control of washing machine
Tasarım ve çamaşır makinesi titreşim kontrolü için magnetorheological damperi analizi
SYED MUHAMMAD ANAS GILANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU