Active vibration control and modeling of flexible manipulators with trapezoidal velocity profile actuations
Trapez hız profili ile hareket ettirilen esnek manipülatörlerin aktif titreşim kontrolü ve modellenmesi
- Tez No: 716294
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞAHİN YAVUZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aktif denetim, Kompozit malzemeler, Lifli kompozitler, Mekanik titreşim, Robot manipülatörleri, Titreşim kontrolü, Yapı dinamiği, İndirgenmiş modüller, Active control, Composite materials, Fiber composites, Mechanical vibration, Robot manipulators, Vibration control, Structural dynamics, Reduced modules
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Dinamiği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Endüstri 4.0'daki gelişmelerle birlikte robot uygulamaları yelpazesi ve beklenen üretkenlik genişlemektedir. Esnek manipülatör sistemleri (FMS), daha hafif oldukları, daha az motor tahrik gücü gerektirdiği, enerji açısından daha verimli oldukları ve insan-robot etkileşimine daha uygun oldukları için bu noktada iyi bir aday olmaktadır. Bu nedenle bu tezde tek-uzuvlu ve çok-uzuvlu FMS ele alınmıştır. Ayrıca karbon-elyaf-takviyeli-polimer (CFRP) ve cam-elyaf-takviyeli-polimer (GFRP) gibi kompozit malzemelerden üretilen uzuvlar sayesinde daha esnek ve kararlı FMS üretilmiş ve yük taşıma kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Sistemlerin matematik modellerini elde etmek, çeşitli girdi profilleri altında dinamik cevaplarını gözlemlemek açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada, tek-uzuvlu ve iki-uzuvlu esnek manipülatörlerin dinamik davranışını modellemek için üç modelleme tekniği kullanılmıştır. Bunlar, ANSYS kullanarak sonlu eleman model (FEM) oluşturmak, modal-ayrıştırma-tekniğini kullanarak indirgenmiş-dereceli model (ROM) oluşturmak ve Simulink kullanarak bir topaklanmış parametreli model (LPM) oluşturmaktır. Bu modeller hız, hassasiyet ve pratiklik avantajları açısından karşılaştırılmıştır. Mekanik titreşim, FMS'de yüksek kaliteli performans elde etmek için çok önemli bir unsurdur. Oluşturulan farklı modeller yardımıyla minimum sistem müdahalesi ve maliyet ile titreşimleri azaltma stratejileri araştırılmıştır. Bu kapsamda etkin açık-çevrim kontrol teknikleri ve kapalı-çevrim kontrol mimarileri birleştirilmiş ve bozucu girdilere karşı gürbüz olan hibrit bir titreşim kontrol mimarisi deneysel ve sayısal olarak değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
With the advancements in Industry 4.0, the range of robot applications expands, as does the expected productivity. Flexible manipulator systems (FMS) are a decent candidates here since they are lighter, require less motor drive power, are more energy-efficient, and are better suited to human-robot interaction. For this reason, single-link and multi-link FMS have been discussed in this thesis. Furthermore, more flexible and stable FMS have been produced and their load carrying capacities have been compared thanks to links made of composite materials such as carbon-fiber-reinforced-polymer (CFRP) and glass-fiber-reinforced-polymer (GFRP). It is critical to obtain mathematical models of systems in order to observe their dynamic behavior under various input profiles. Three modeling techniques have been used in this study to model the dynamic behavior of single-link and two-link flexible manipulators. These include creating a finite element model (FEM) using ANSYS, creating a reduced-order model (ROM) using modal decomposition technique, and creating a lumped-parameter model (LPM) using Simulink. These models have been compared regarding speed, precision, and practicality advantages. Mechanical vibration is a crucial element to achieve high-quality performance in FMS. Strategies to reduce vibrations with minimal system intervention and cost have been investigated with the help of different models created. Effective open-loop control techniques and closed-loop control architectures have been combined in this context, and a hybrid vibration control architecture with robustness against disturbing inputs has been evaluated experimentally and numerically.
Benzer Tezler
- İsmayıl Hakkı Baltacıoğlu'nun kültür ve eğitim kavramı üzerine bir inceleme
An Examination of the concepts of culture and education of Ismayıl Hakkı Baltacıoğlu
ABDULLAH DİKİCİ
Doktora
Türkçe
1986
Eğitim ve ÖğretimUludağ ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT ANAR
- Liyofilize yoğurt kültürü eldesi ve muhafazası üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
MELEK FOTOCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA METİN