Geri Dön

Mechatronic system design for active vibration control of engineering structures using air jet pulses

Hava jeti itkileri kullanarak mühendislik yapılarının aktif titreşim kontrolü için mekatronik sistem tasarımı

  1. Tez No: 698470
  2. Yazar: BERKAN HIZARCI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ZEKİ KIRAL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 200

Özet

Araştırmacılar, esnek mühendislik yapılarında titreşim kontrolü için piezoelektrik eyleyiciler, manyetoreolojik sönümleyiciler, manyetik bobinler vb. gibi çeşitli eyleyiciler geliştirmişlerdir. Bu tezde, bu eyleyicilere ek olarak, hava itme eyleyicileri, hava erişilebilirliği ve sürdürülebilirliği, düşük maliyet ve az harici güç gereksinimi gibi önemli avantajlarından yararlanmak için derinlemesine araştırılmıştır. Bu tezde, ilk olarak, hava itme eyleyicilerin dinamikleri analitik, sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Eyleyicinin giriş basıncı ile çıkış itme kuvveti arasındaki ilişki bulunmuştur. Daha sonra, güvenilir ve etkin bir titreşim kontrol sistemi tasarlamak için sistem tanımlama yöntemi ile eyleyicinin matematiksel modelleri elde edilmiştir. Hava itme eyleyicili konsol kiriş üzerinde süreksiz bir kontrol yöntemi olan yarı bang-bang kontrollü titreşim kontrolü deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Daha sonra doğrusal kuadratik Gauss kontrolü, pozitif konum geri besleme kontrolü ve genişletilmiş durum gözlemcisi tabanlı kontrol gibi çeşitli sürekli kontrol yöntemleri araştırılmış ve aynı konsol kiriş yapısı üzerinde deneysel çalışmalar yapılmıştır. Son olarak, bu eyleyicilerin endüstride olası kullanımına ilişkin simülasyon tabanlı bir örnek sunulmuştur. Sonuç olarak, bu tez, hava itme eyleyiciler ile mühendislik yapılarında aktif titreşim kontrolünün yapılabileceğini deneysel olarak kanıtlamıştır. Bu eyleyicilerin yaygın kullanımı, düşük bant genişliği ve sıkıştırılmış gaz kaynağına bağımlılık ve nispeten düşük kuvvet gibi dezavantajları nedeniyle şimdiye kadar ertelenmiş olsa da, bir hava itme eyleyicisi ile titreşim kontrolünün endüstrideki çok çeşitli mühendislik yapılarına başarıyla uygulanabileceğine inanılmaktadır.

Özet (Çeviri)

Researchers have developed various actuators such as piezoelectric actuators, magnetorheological dampers, magnetic coils, etc., for vibration control in flexible engineering structures. In this thesis, in addition to these actuators, air thrust actuators are investigated in depth to take advantage of their important advantages such as air accessibility and sustainability, low cost and low external power requirement. In this thesis, firstly, the dynamics of air thrust actuators are investigated analytically, numerically and experimentally. The relationship between the actuator input pressure and the output thrust has been found. Then, the mathematical models of the actuator are obtained by the system identification method to design a reliable and effective vibration control system. Vibration control with quasi bang-bang control, which is a discontinuous control method, on a cantilever beam with air thrust actuators has been experimentally performed. Then, various continuous control methods such as linear quadratic Gaussian control, positive position feedback control and extended state observer based control have been investigated and experimental studies have been conducted on the same cantilever beam structure. Finally, a simulation based example of the possible use of these actuators in the industry is presented. As a result, this thesis has experimentally proven that active vibration control can be done in engineering structures with air thrust actuators. Although the widespread use of these actuators has been delayed until now due to its disadvantages such as low bandwidth and dependence on compressed gas supply and relatively low force, it is believed that vibration control with an air thrust actuator can be successfully applied to a wide range of engineering structures in the industry.

Benzer Tezler

  1. Burun iniş takımı sisteminde shimmy davranışının modellenmesi, analizi, testi ve kontrolü

    Modelling, analysis, test, and control of the shimmy behavior in nose landing gear system

    SENA KOÇAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ

  2. Yatay eksenli çamaşır makinalarında titreşim ve gürültünün azaltılması amacıyla aktif ve yarı aktif kontrol uygulamalarının incelenmesi

    Investigation of active and semi-active control applications for reducing vibration and noise on horizontal axis washing machines

    BARIŞ CAN YALÇIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALUK EROL

  3. Vibration control of a structure with active mass systems

    Bir yapının aktif kütle sistemleri ile titreşim kontrolü

    RAFET CAN ÜMÜTLÜ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Mekatronik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN ÖZTÜRK

  4. Development and control of an active torsional vibration damper for vehicle powertrains

    Taşıt güç aktarma sistemleri için aktif torsiyonel titreşim damperi geliştirilmesi ve kontrolü

    ALİŞAN YÜCEŞAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATA MUGAN