Linear Matrix Inequality Based Robust Control for Multi Degrees of Freedom Hybrid Electromagnetic Vibration Isolation
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Barış Can YALÇIN
Danışman: Kadir Erkan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kalıcı mıknatıs ve elektromıknatıstan oluşan melez elektromıknatıs tabanlı titreşim izolasyon sistemleri, mekanik temassız titreşim izolasyonu özelliğinden ötürü temiz oda tasarımı, stewart platformu tasarımı, taşımacılık, yarı-iletken imalatı, süspansiyon sistemleri, robotik cerrahi vb. bir çok endüstriyel alanda kullanım potansiyeline sahiptir. Dahası, bir elektromıknatıs sanal bir yay ya da sönüm elemanı gibi davranabilme özelliğine sahiptir. Kalıcı mıknatısları elektromıknatıs yapısında kullanmak ürün hacmini minimize etmek ve ürün yapısını daha kullanışlı hale dönüştürmek gibi bir çok önemli avantajı beraberinde getirmektedir. Dahası, levitasyon için gerekli olan dengeleyici kuvvet de yalnızca kalıcı mıknatıslar tarafından sağlanabilmektedir. Bu durum şu anlama gelmektedir; kalıcı mıknatısların kullanılmasıyla birlikte farklı bozucu karakteristiklerine karşı minimum enerji tüketimi gerçeklenebilir. Bu özellik sıfır-güç davranışı olarak isimlendirilmektedir. Fakat, bu noktadaki temel sorun manyetik levitasyonun yüksek mertebeden doğrusal olmayan doğasıdır. Doğrusallaştırma işlemi uygulansa bile, elde edilen doğrusal model sistemi kararlılık açısından savunmasız bırakan kararsız kutup veya kutuplara sahip olmaktadır. Geçtiğimiz senelerde, doğrusal matris eşitsizliği tabanlı kontrolcüler kayda değer derecede ilgi görmüş ve bir çok amaca aynı anda hizmet edebilmelerinden ötürü popüler hale gelmiştir. Buna rağmen, hava aralığı, ivme, akım ve voltaj parametrelerini durum olarak kullanan LMI tabanlı H2 tam durum-geribeslemeli kontrolcü ile çalışan, 3-serbestlik dereceli 4-kutuplu melez elektromıknatıs içeren titreşim izolasyon sistemleri ile ilgili bir çalışma yapılmamıştır. Tez kapsamında, mekanik çok-yönlü bozucuların bastırılmasında kullanılan ve Lyapunov matris eşitsizlikleri ile tanımlanan parametreler için konveks bir çözüm kümesi olup olmadığı incelenmiştir. LMI tipi kontrolcüler hem zeminden gelen hem de sistemin doğrudan üzerine uygulanan farklı büyüklük ve frekanstaki bozucuların titreşim izolasyonu, sıfır-güç ve levitasyon üzerindeki etkilerini minimize etmek için kullanılmıştır. Dahası, tez kapsamında kullanılan deney seti, yukarıda belirtilen hedefleri karşılamak için tasarlanmıştır. Deney setinin tasarım parametreleri açık bir şekilde verilmiş ve önerilen kontrolcü yapısının etkinliği deneysel sonuçlar ile desteklenmiştir.