Akademik Veri Yönetim Sistemi
Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2019, Muğla, Türkiye, 11 - 14 Eylül 2019, ss.221-224
Bu çalışmada etkin ve otomatik mikro-parçacık manipülasyonu için yatay eksende iki boyutlu manipülasyon imkanı sağlayan bir elektromanyetik aktüatör tabanlı manyetik mikromanipülatörün tasarımı yapıldı ve geriadımlamalı kontrol yaklaşımı ile kontrol edildi. Manyetik aktüatörler 7 mm boyundaki kalem uçlu nüve üzerine sarılan 2000 sarımdan oluşturuldu ve 8 μm çaplı süperparamanyetik mikro-parçacık
üzerinde 25 pN değerine kadar kuvvet üretmesi amaçlandı. Manyetik mikromanipülatör, ilk prensipler yaklaşımıyla modellendi ve bu model kullanılarak yumuşak kontrol sinyali üreten geriadımlamalı bir kontrolör tasarlandı. Tasarlanan kontrolörün sistemin kapalı çevrimli dinamiğini kararlı hale getirdiği, hızlı geçici rejim yanıtı verdiği ve sıfır kararlı durum hatası verdiği deneysel çalışmalarla gösterildi. Tasarlanan otomatik kontrollü elektromanyetik mikromanipülatör, biyolojik ayrıştırma ve biyosensör geliştirilmesi gibi alanlarda kullanılabilir.
In this study, an electromagnetic actuator-based magnetic micromanipulator was designed and controlled by a backstepping control approach for effective and automatic micro-particle manipulations. The magnetic actuators were composed of 2000 copper windings wound on a 7 mm long pen-tipped core and were intended to generate forces up to 25 pN on an 8 mm diameter superparamagnetic micro-particle. The magnetic micromanipulator was modeled with the first principles approach and a backstepping controller was designed using this model to produce a soft control signal. It is shown by experimental studies that the designed controller stabilizes the closed-loop dynamics of the system, gives a fast transient response and a zero steady-state error. The designed automatic controlled electromagnetic micromanipulator can be used in areas such as biological separation and biosensor development.