Modeling and passive vibration control of single-link flexible manipulators with system identification methods
Sistem tanımlama yöntemleri ile tek eksenli esnek manipülatörlerin modellenmesi ve pasif titreşim kontrolü
- Tez No: 832059
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT MALGACA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- 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: 129
Özet
Bu tezde, tek eksenli manipülatörlerin modellemesi ve pasif titreşim kontrolü sistem tanımlama (SI) yaklaşımları kullanarak çalışılmıştır. Çelik ve kompozit materyallerden yapılan manipülatörlerin nümerik ve deneysel sinyallerini kullanarak modellenmesi için SI yöntemi kullanılmıştır. İlk olarak dört serbestlik dereceli (dof) mekanik bir sisteminin modellenmesi SI yöntemi kullanarak kullanılmıştır. Sonrasında manipülatörleri modellemek için, çelik manipülatörün (SM) sonlu elemanlar modeli ANSYS/APDL'de oluşturulmuş ve senkron olarak manipülatörü sürmek ve manipülatörün ivme, yer değişimi ve gerinim sinyallerini ölçmek için deneysel bir sistem kurulmuştur. SM'nin transfer fonksiyonları simülasyon ve deneysel sinyaller kullanılarak AutoRegressive eXogenous (ARX), Continuous-Time System Identification (CTSI), the State-Space ESTimation (SSEST) ve Numerical Algorithms for Subspace State-Space System Identification (N4SID) yöntemleri ile tanımlanmıştır. SI yöntemlerinin modelleme üzerindeki etkisi farklı yükler ve çıktı tipleri için araştırılmıştır. Ayrıca deneysel sinyaller ile kompozit manipülatörlerin modellemesi çalışılmıştır. Manipülatörlerin istenmeyen artık titreşimlerini azaltmak için S-curve hareket girdisi ve Genetik Algoritma (GA) ile optimizasyon çalışılmıştır. İdeal bir 7 bölümlü S-curve hareket girdisinin lineer hızlanma ve yavaşlama bölümleri hariç tutarak beş bölümlü bir S-curve hareket girdisi dizayn edilmiştir. S-curve'ün zaman parametreleri manipülatörün ilk doğal frekansına göre seçilmiştir. Ayrıca, manipülatörün tanımlanmış transfer fonksiyonları kullanarak bir hız profilinin zaman parametreleri optimize edilmiştir. Manipülatörün modellenmesi ve pasif titreşim kontrolünün karşılaştırmalı bir analizi sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the identification and passive vibration control of single-link manipulators are studied using System Identification (SI) approaches. SI method is utilized for the modeling of manipulators made of steel and composite materials using numerical and experimental signals. Firstly, modeling of a four-degree-of-freedom (dof) mechanical system is studied using the SI method. Then, to model the manipulators, the finite element (FE) model of the steel manipulator (SM) is created in ANSYS/APDL, and an experimental system is set up to synchronously drive the manipulator and measure the acceleration, displacement, and strain signals of the manipulator. The transfer functions of the SM are identified with AutoRegressive eXogenous (ARX), Continuous-Time System Identification (CTSI), the State-Space ESTimation (SSEST), and Numerical Algorithms for Subspace State-Space System Identification (N4SID) methods using simulation and experimental signals. The effect of the SI methods on modeling is investigated for various payloads and output types. Also, the modeling of the composite manipulators is studied with experimental signals. S-curve motion input and optimization with Genetic Algorithm (GA) are studied to reduce the unwanted residual vibration of the manipulators. A five-segment S-curve motion input is designed excluding linear acceleration and deceleration segments of an ideal S-curve with seven-segments. Time parameters of the S-curve are selected based on the first natural frequency of the manipulator. Also, time parameters of a velocity profile are optimized with the GA using the identified transfer functions of the manipulator. A comparative analysis of modeling and passive vibration control of the manipulators is presented.
Benzer Tezler
- 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
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Makinalarda sıvı halkalı dengeleme sistemleri: Modelleme ve analiz
Liquid ring balancing systems in rotating machinery: Modelling and analysis
SERGÜL ŞANVERDİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Vibration suppression and reduction of walk tendency in horizontal axis washing machines using semi-active suspension control methods
Yatay eksenli çamaşır makinalarında yarı-aktif süspansiyon kontrol metodu kullanılarak titreşimin sönümlenmesi ve yürüme eğiliminin azaltılması
DİLEK BAYRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT GÜNEŞ
- Gemi yapılarının vibro-akustik yaklaşımı ile titreşim ve akustik açısından optimum hale getirilmesi
Acquiring vibrationally and acoustically optimum ship structure through the vibroacoustic methodology
MEHMET AVCU
Doktora
Türkçe
2018
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AHMET GÜNEY
- Rijit-elastik uzuvlu bir robot manipülatörün dinamik modellemesi ve titreşim analizi
Dynamic modeling and vibration analysis of a rigit-flexible robot manipulator
ÜMİT ÖNEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. FATİH MEHMET BOTSALI