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: Belirtilmemiş.
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
- Sayısal göstergeli sıcaklık ölçme ve kontrol cihazının tasarım ve yapımı
Design and construction of a digital temperature measurement and control device
YILMAZ SAVAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYDIN BERKİ
- Mikroişlemcili optik asansör denetim dizgesi
Başlık çevirisi yok
NECATİ ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. COŞKUN İŞÇİ
- Diş hareketliliğinin elektronik olarak ölçülmesi
Measurement of tooth mobility whith electronic method
ERCAN IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M. LAMİ TAPLAMACIOĞLU
- Akıllı röle
Başlık çevirisi yok
ERCAN YARDIM
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHRİ ERCAN