End point vibration control of flexible serial manipulators by active cable tension
Esnek seri robotların aktif kablo gergisi ile uç nokta titreşim kontrolü
- Tez No: 831973
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT AKDAĞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Bu çalışmada, ilk olarak esnek manipülatörün doğal periyodu ile ilişkili 3. dereceden polinom S-eğrisi hız hareket profili zaman parametrelerinin esnek bir kirişin uç nokta titreşimlerine etkisi incelenmiştir. Zaman parametreleri, esnek manipülatörün doğal periyodu ile ilişkili olarak tanımlanmıştır. S-eğrisi hareket profili sonuçları, trapez hareket profilleri altındaki titreşim sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Esnek robot manipülatörünün sonlu elemanlar modeli oluşturulmuş ve verilen hız hareket profili altındaki tepki çözümü Newmark yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Ayrıca ANSYS kullanılarak sonlu eleman modeli kurulmuş ve ANSYS'den elde edilen geçici davranış sonuçları Newmark yöntemiyle elde edilen hesaplama sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmadan sonra, üç farklı S-eğrisi hareket profili zaman parametresinin esnek bir manipülatörün titreşimleri üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Bu hareket profilleri, 3. dereceden polinom S-eğrisi hız hareket profili, harmonik sinüzoidal hareket profili ve saf sinüzoidal hareket profilleridir. Zaman parametrelerinin geçici davranış üzerindeki etkileri hem sonlu eleman analizleri hem de deneyler yapılarak gözlemlendi. Titreşim sonuçlarının yüzde 4 doğal frekans ölçüm hatasına duyarlılığı da üç hareket profili için gösterilmiştir. Son olarak kablolu esnek kirişin sonlu elemanlar modeli kurulmuş ve ANSYS'de modal analizi yapılmıştır. Esnek manipülatörün doğal frekansı üzerinde hem kabloların varlığının hem de kablolar üzerindeki ön gergi miktarının etkisi gözlemlendi. Aynı hız hareket profilleri altında kablolu ve kablolu olmayan titreşim sonuçları karşılaştırılmıştır. Son olarak kapalı çevrim kontrol gerçekleştirilmiş, açık ve kapalı çevrim kontrol sonuçlarının RMS değerleri açısından karşılaştırılması hem deneysel olarak hem de simülasyonlar kullanılarak yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the effect of the time parameters of a 3rd order polynomial S-curve on the endpoint vibrations of a flexible manipulator was investigated. The time parameters were defined in relation with the natural period of the flexible manipulator. The S-curve motion profile results were compared with the vibration results under the trapezoidal motion profiles. A finite element model of the flexible robot manipulator was created and the solution of the transient response under given velocity motion profile was calculated by using Newmark method. The finite element model was also established by using ANSYS and the obtained transient response results from ANSYS were compared with the results of Newmark calculation. After this comparison the effect of the time parameters of three different types of S-curve motion profile on the vibrations of a flexible manipulator was investigated. These motion profiles were 3rd order polynomial S-curve velocity motion profile, harmonic sinusoidal motion profile and pure sinusoidal motion profiles. The effects of the time parameters on the transient response were observed by performing both finite element analyses and experiments. The sensitivity of vibration results to natural frequency measurement error of 4 percent was shown for the all motion profiles. In the end, the finite element models of the flexible beam with cables were created and modal analysis were performed in ANSYS. The effect of both the presence of the cables and the initial tension on the cables on the natural frequency of the flexible manipulator were observed. The vibration results of the flexible manipulators with and without cable under the same velocity motion profiles were compared. Lastly, the closed loop control was performed, and the comparison of open and closed loop control results was made in terms of RMS values both experimentally and by using simulations.
Benzer Tezler
- Residual vibration control of manipulators with trapezoidal velocity profile actuations
Trapez hız profili ile hareket ettirilen manipülatörlerde artık titreşimlerin kontrolü
ŞAHİN YAVUZ
Doktora
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİRA KARAGÜLLE
- Control of the vibrations of linear moving flexible beam by cable tension
Doğrusal hareketli esnek kirişin titreşimlerinin kablo gerilimi ile kontrolü
UĞUR ALPHAN ORTAÇEŞME
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT AKDAĞ
- Vibration control of a flexible two-link manipulator by trajectory design
İki uzuvlu esnek bir manipülatörün yörünge tasarımı ile kontrolü
LEVENT MALGACA
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİRA KARAGÜLLE
- Esnek eklemli ve esnek bağlı robot kolu kontrolü
Control of flexible link and flexible joint robot manipulator
İSMAİL HAKKI AKYÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Mekatronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZAFER BİNGÜL
- Residual vibration reducing of flexible systems using command shaping techniques
Komut biçimlendirme tekniği ile esnek sistemlerdeki kalıcı titreşimin azaltılması
MAHMUT KAPLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SADETTİN KAPUCU