Electromechanical ballscrew force excitation system: Dynamic modeling and control
Elektromekanik bilyavida kuvvet uygulama sistemi: Dinamik modelleme ve denetim
- Tez No: 632922
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YİĞİT YAZICIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Bilyavidalar, dönme hareketini nispeten yüksek mekanik verimlilikle doğrusal harekete dönüştüren bileşenlerdir. Bu özellikleri, bilyavidaları kısıtlı hacim ve yüksek tork gerektiren füze kanatçık tahrik sistemleri için ideal bir seçim haline getirmektedir. Bu mekanizmaların yapısı gereği, belirtilen tork gereksinimi; bir somun, bir mil ve aralarındaki bilyalardan oluşan bilyavida üzerinde eksenel yük olarak ortaya çıkmaktadır. Özellikle yüksek dönme hızlarında, bilyavidaların dinamik yük taşıma kapasiteleri, tüm sistem başarımında önemli bir rol oynar. Bu sebeple, bilyavidaların bu niteliklerinin incelenmesi kritik bir öneme sahiptir. Bahsedilen uygulamaya özel bilyavidalar, somun ya da mili istenilen dönme hızına ulaştırmak için kısa bir kursa sahip olduklarından, bu kısıtlı zamanda istenen yükü somuna uygulamak zorlu olabilmektedir. Bu çalışmada, bilyavidaların dinamik yük taşıma kapasitelerini değişken dönme hızları ve yük faktörleri altında test etmek ve doğrulamak için bir test düzeneği tasarlanmıştır. Çalışmada ayrıca, bu elektromekanik sistemin dinamik modellenmesi yapılmış ve türetilen modeldeki parametrelerin deneysel veriler kullanılarak sistem tanımlama yöntemleri ile kestirimleri yapılmıştır. Buna ek olarak, bilyavidaya etki eden gürbüz bir kuvvet denetimcisi sentezlenmiş ve belirsizlikleri içeren matematiksel model denetleyici etkisi altında deneysel olarak ve benzetim ortamında çözümlenmiştir. Son olarak, bilyavidanın eksenel hareketinden dolayı oluşan fazla kuvvet etkisi, önerilen ileri beslemeli denetleyici ile azaltılmıştır. Benzetim ve deneysel sonuçlar, tasarlanan gürbüz denetleyici ve önerilen ileri beslemeli denetleyicinin etkinliğini göz önüne sermiştir.
Özet (Çeviri)
Ball screws are components that are used to convert rotary motion into linear motion with relatively high mechanical efficiency. This property makes them an ideal choice for missile fin actuation systems where the demand for limited volume and high torque exists. Because of the structure of these systems, this high torque demand comes with a high axial force on the ball screw, which consists of a nut, a shaft and balls in between. Especially, on high rotational speeds, the dynamic load capacity of ball screw plays an important role on the overall system performance. Hence, examining this property of the ball screw is critical. Since these application-specific ball screws have short strokes for accelerating the nut or shaft to the desired rotational speed, it is challenging to apply desired load to the nut in this limited period of time. In this study, a test rig is designed to test and verify the dynamic load capacity of ball screws with variable rotational speeds and load factors. Furthermore, mathematical modeling of the test rig is derived and the coefficients of the derived model are estimated through system identification principles by utilizing experimental data. Moreover, a robust force controller acting on the ball screws is synthesized and the mathematical model of the system with uncertainties is analyzed under the effect of the controller in simulation environment and experimentally. Lastly, surplus force caused by the axial movement of the ball screws is decreased through proposed feedforward controller. The simulation and experimental results show the efficiency of the designed robust feedback and the proposed feedforward controllers on the system.
Benzer Tezler
- Dynamic modeling and control of an electromechanical control actuation system
Kontrol tahrik sisteminin dinamik modellenmesi ve kontrolü
ÜMİT YERLİKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAİF TUNA BALKAN
- İçten yanmalı motorlarda kullanılabilecek bir elektromekanik supap sisteminin tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of an electromechanical valve system which will be used in internal combustion engines
NİDA BİRGÜL
Doktora
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PERİHAN SEKMEN
- Electromechanical filters using micromachined coupled circular plate resonators
Kuplajlı dairesel mikroişlenmiş rezonatörleri kullanan elektromekanik filtreler
MUHAMMED ABDULCELİL ACAR
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN KÖYMEN
PROF. DR. ABDULLAH ATALAR
- Electromechanical analysis of linear compressor for household refrigerators
Ev tipi buzdolabı için lineer kompressörün elektromekanik analizi
ADNAN HASSAN
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU
- Electromechanical sensing properties of flexible electronics from functional polymer nanocomposites
Fonksiyonel polimer kompozitlerden üretilen esnek elektroniklerin elektromekanik algılama özellikleri
MUKADDES ŞEVVAL ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE AYLİN KARAHAN TOPRAKÇI