Tek eksenli manyetik süspansiyon sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2007
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SERTAÇ ÖZTÜRK
Danışman: Zafer Bingül
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Gerçek fiziksel sistemlerde bulunan pek çok eleman doğrusal olmayan bir davranış sergilemektedir. Bu sistemlerin doğrusal kontrolünün yapılabilmesi için, sistemlerin geniş bir çalışma bölgesinde doğrusal olarak modellenmesi gerekir. Yüksek dereceli doğrusal olmayan diferansiyel denklemler ile ifade edilen sistemlerin çözümleri oldukça uzun ve karmaşıktır. Bu karmaşık ve uzun çözümler daha kısa ve basit modellerle ifade edilebilirse kontrolü çok daha rahat gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada, tek eksenli bir manyetik süspansiyon sistemi tasarımı ve kontrolü yapılmıştır. Bu sistem kontrol öğrencileri için, matematiksel modelleme, dinamik ve kontrol alanlarında giriş niteliğinde bir eğitim seti olarak kullanılmak üzere oluşturulmuştur. Manyetik süspansiyon sistemi ana hatlarıyla, konum algılayıcısı, bobin, denetleyici ve demir bilyeden oluşmaktadır. Bilye, bobin çekirdeğinden belli bir mesafede asılı durmaktadır. Konum algılayıcısı, bilyenin düşey eksendeki konumunu algılar ve denetleyiciye iletir. Denetleyici, konum algılayıcısından aldığı bilgi ile girilen referans değerini karşılaştırarak bobin akımını ayarlar. Bobin, içinden geçen bu akıma bağlı olarak bir elektromanyetik kuvvet üretir. Üretilen kuvvet ile bilyenin konumunun düşey eksende kontrolü gerçekleştirilir. İlk olarak, kullanılan elemanların yapıları sunulmuş ve sistemin matematiksel modeli, deneysel ve teorik bilgilere dayandırılarak, elde edilmiştir. Sistemde elde edilen kuvvet, akım ve hava aralığı arasında doğrusal olmayan bir ilişki mevcuttur. Doğrusal olmayan bu ilişki kullanılarak, geri-beslemeli doğrusallaştırma tekniği ile sistemin doğrusal kontrolü dSPACE kartı kullanılarak gerçek zamanlı yapılmıştır. Klasik doğrusallaştırma teknikleri ile karşılaştırıldığında geri-beslemeli doğrusallaştırma tekniği ile yapılan kontrolde sistemin daha geniş çalışma aralıklarında kontrolünün yapılabildiği görülmüştür. Son olarak, tasarlanan denetleyicinin gürbüzlüğünü test etmek amacıyla, sisteme düşey ve yatay eksenlerde bozucu dış kuvvetler uygulanmış ve manyetik süspansiyon sisteminin bu şartlar altında kontrolü gerçekleştirilmiş, farklı ağırlıklı bilyeler kullanılarak sistemin değişen kütleler karşısındaki dinamik davranışı incelenmiş ve Maxwell 3D programı kullanılarak sistemin manyetik modelinin benzetimi yapılmış ve farklı akım ve hava aralıkları değerleri için sistemde oluşan elektromanyetik kuvvet belirlenerek deneysel olarak elde edilen kuvvetler ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler : Manyetik Süspansiyon Sistemi, Doğrusal Olmayan Kontrol, Geri-beslemeli Doğrusallaştırma, Faz İlerlemeli Denetleyici.