Optimal design and control of a novel modular maglev carrier system
Yeni bir modüler maglev taşıyıcı sistemin optimal tasarımı ve kontrolü
- Tez No: 863754
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KADİR ERKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
Modern mühendislik, daha hızlı ve güvenilir veri işleme ve ölçüm teknolojilerinin gelişimi ile çok disiplinli bir yöne evrilmiştir. Ağır sistemler yerlerini daha ve verimli kompakt tasarımlara bırakmaktadırlar. Daha kompakt bileşenlerin kooperatif ve/veya koordine içinde çalışmasını sağlayarak işlem kapasiteleri artırılmakta, böylece iş alanının her alanında en verimli işletme sağlanmaktadır. Bu eğilim, yüksek işlem gücüne sahip bilgisayarların kullanımıyla mümkün olmaktadır. Problemler, çoklu-fizik yöntemleriyle tanımlanmakta ve problemler her yönden incelenerek çözümlere çok daha kısa sürede ulaşılabilmektedir. Mekatronik bir perspektifle tasarlanan sistemlerin mekanik, elektronik ve kontrol bileşenleri ayrı ayrı değil, bir bütün olarak optimize edilebilir. Böylece, fizibilite çalışmaları daha kapsamlı hale gelmektedir. Bu çalışma, Maglev teknolojisinin çok taşıyıcılı konseptini kullanarak literatürde bulunmayan bir çözüm geliştirmektedir. İlk olarak, MaglevMotor sunulmuş ve optimizasyon adımları açıklanmıştır. İlgili senaryonun nominal yük dağılımı için optimum taşıyıcı, manyetik, elektronik ve mekanik olarak optimum boyutlandırma incelenerek tasarlanmış ve performansı deneysel olarak doğrulanmıştır. Bunu takiben, çeşitli kontrol algoritmaları uygulanmış ve benzetim sonuçları sunulmuştur. Bu adımda, Maglev taşıyıcı sistemi, serçe benzeri hareket deseni nedeniyle“Boztorgay”olarak adlandırılmıştır. Daha sonra, taşıyıcıların modüler yapısı sayesinde mümkün olan çok taşıyıcılı konsept sunulmuştur. Modüler çalışma, iki veya daha fazla taşıyıcının taşıyıcı kapasitesinin üzerindeki çalışma bölgelerinde verilen görevi yerine getirmek üzere bir araya gelmesine izin verme prensibidir. Bu şekilde, tek taşıyıcılar düşük taşıma kapasitesinin gerektiği çalışma alanlarında ayrı ayrı çalışarak zaman ve enerji tasarrufu sağlarken, tek bir taşıyıcının yetersiz olduğu durumlarda iki veya daha fazla taşıyıcı bir araya gelerek tüm çalışma alanlarını kapsamaktadırlar. Tek ve çift taşıyıcı konfigürasyonları için deneysel çalışmalar başarılı bir şekilde sunulmuştur. Çift tatşıyıcı yapısının kenetlenme süreci açıklanmış ve hem simülasyon hem de deneysel sonuçlar sunulmuştur. Son olarak, çift Boztorgay biriminin başarılı çevrimiçi kenetlenmesi sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Modern engineering has evolved in a multidisciplinary direction with the development of faster and more reliable data processing and measurement technologies. Ponderous systems are being replaced by more efficient compact designs. By enabling more compact components to work cooperatively and/or collaboratively, processing capacities are increased, thus enabling the most efficient operation in every area of the workspace. This trend has been made possible by the use of computers with high processing power. Problems are described with multi-physics methods, and it is possible to reach solutions in a much shorter time by examining the problems from every aspect. The mechanical, electronic, and control components of systems designed with a mechatronics perspective can be optimized as a whole instead of separately. Thus, feasibility studies become more comprehensive. This study develops a solution that is not present in the literature by using the multi-carrier concept of Maglev technology. First, the MaglevMotor is presented, and the optimization steps are explained. The optimum carrier has been designed for the nominal load distribution of the relevant scenario by studying the optimum dimensioning magnetically, electronically, and mechanically and its performance has been verified experimentally. Following this, several control algorithms are implemented and simulation results are presented. In this step, the Maglev carrier system is named as“Boztorgay”because of it's sparrow like motion pattern. Subsequently, the multi-carrier concept, made possible by the modular structure of the carriers, is presented. The modular structure allows two or more carriers to come together to perform the given task in working zones above the carrier capacity. In this way, single carriers work separately in working areas where low carrying capacity is required, saving time and energy, while two or more carriers come together to cover all working areas when a single carrier is insufficient. Experimental studies for single and dual carrier configurations have been successfully presented. Consequently, the coupling process is revealed and both simulation and experimental results presented. Lastly, successful online coupling of dual Boztorgay units are given.
Benzer Tezler
- A novel approach to micro-telemanipulation with soft slave robots: İntegrated design of a non-overshooting series elastic actuator
Yumuşak esir robotlar kullanılarak gerçekleştirilen mikro-telemanipülasyona yeni bir yaklaşım: Referansı aşmayan seri elastik eyleyicinin tümleşik tasarımı
OZAN TOKATLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Controller design methodologies for fractional order system models
Kesirli mertebe sistem modelleri için kontrolör tasarım yöntemleri
ERHAN YUMUK
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
- Self-tuning structures of interval Type-2 fuzzy PID controllers
Aralık değerli Tip-2 bulanık PID kontrolörler için öz-ayarlama yapıları
AHMET SAKALLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ENGİN YEŞİL
- Data-driven prediction and emergency control of transient stability in power systems towards a risk-based optimal power flow operation
Güç sistemlerinde risk tabanlı optimal güç akışı işletimineyönelik geçici hal kararlılığın veri güdümlü tahmini veacil durum kontrolü
SEVDA JAFARZADEH
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Design, characterization, optimization, modeling and control of a bio-inspired fin based actuator system
Bio-esinlenilmiş yüzgeç tabanlı bir eyleyici sisteminin tasarımı, karakterizasyonu, optimizasyonu, modellenmesi ve kontrolü
ATAKAN DURMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA MERT ANKARALI