Multi-objective robust control of rotor/active magnetic bearing systems
Rotor/aktif manyetik yatak sistemlerinin dyanımlı kontrolu
- Tez No: 286436
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRE KÖSE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gürbüz kararlılık, Kontrol mühendisliği, Manyetik yastık, Rotor dinamiği, Rotor sistemleri, Robust stability, Control engineering, Magnetic suspension, Rotor dynamics, Rotor systems
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, dayanımlı doğrusal kontrol konusunda aktif manyetik yataklı rotorlarauygulanılabilecek güncel teknikleri ele almaktadır. Elektromanyetik yataklarlata¸sınan rotorların yapısal olarak kararsız olmaları nedeniyle, geri beslemeli kontrol sisteminönemli bir par¸casıdır. Bu çalışmanın amacı, aktif manyetik yataklı yatay birrotor için kararlılık kazandıran çeşitli dayanımlı kontrol elemanlarının tasarlanması,analiz edilmesi ve performanslarının kıyaslanmasıdır. Rotordinamiğinin parametreye(dönüş devri) bağlı yapısı nedeniyle, ?zamanla değişen? ve ?parametreye bağlı değişen?doğrusal sistemlerin üzerinde ağırlıklı olarak durulmuştur.Aktüatörün (elektromanyetik yatak) doğrusal olmayan dinamiği hariç, kontrol edilensistemin dinamiği, sabit hızda, zaman içinde değişmeyen doğrusal yapıdadır. Kararlılılıksağlayıcı doğrusal bir kontrol elemanı kullanabilmek için aktüat¨orlerden alınan kontrolgirişleri sabit bir önakım kullanılarak doğrusallaştırılmıştır. Sistem dinamiğindeki belirsizliğin ana unsurları elektromanyetik yatakların değişken yay direngenliği (çalışmaşartları nedeniyle) ve farklı devirlerde jiroskopik etkiler nedeniyle değişen rotordinamiğidir. Nominal performanslı birkaç H? kontrol elemanı tasarlanmıştır. Doğrusalolmayan asıl sistem üzerinde 6000 rpm'e kadar devirlerde simülasyonlar yapılmıştır.Uygun bir belirsizlik yapısı kurularak sistemin H? kontrolla dayanımlı kararlılığı testedilmiş ve belirsiz parametreler için belirsizliğe ilişkin sınırlar belirlenmiştir. Sistemmodelindeki belirsizliği azaltmak ve dayanımlı kararlılığa sahip çalışma devrini arttırmakamacıyla, rotor devrine g¨ore anında ayarlanan ve H? performanslı bir LPV kontrolelemanı tasarlanmıştır. Son olarak, çalışma sırasında karşılaşılabilecek ?geçici? şartlarayönelik performansın arttırılması amacıyla, dayanımlılık performans lehine azaltılarak,genelleştirilmiş H2 performanslı çok amaçlı bir LPV kontrol elemanı tasarlanmıştır.
Özet (Çeviri)
This dissertation considers the application of recent robust linear control techniquesto rotors with active magnetic bearings. Rotors suspended with electromagneticbearings are inherently unstable; therefore feedback control is an essential part of theiroperation. The purpose of the study is to design, analyze and compare the performanceof various stabilizing robust controllers for a model of horizontal rotor withactive magnetic bearings. Particular emphasis is placed on the study of time varyingand parameter varying linear systems, due to the parameter (rotational speed) dependentstructure of rotor dynamics.Despite the nonlinear form of the actuator (electromagnetic bearing) dynamics, thecontrolled system is linear and time invariant at constant speed. Control inputs fromthe actuators are linearized using a constant bias current in order to synthesize a linearstabilizing controller. Main sources of uncertainty in the system stem from thechanging spring stiffness (due to different operating conditions) of the electromagneticbearings, and changing rotor dynamics at different rotational speeds due to gyroscopiceffects. Several H? controllers with nominal performance are designed. Simulationsare carried out on the actual nonlinear system at speeds as high as 6000 rpm. Robuststability of the system with H? control using an appropriate uncertainty structure istested and the limits of uncertainty for the uncertain parameters are established. In orderto reduce the uncertainty in the system model and to enhance the operation speedwith robust stability, a LPV controller is designed with H? performance via schedulingby the rotor speed on-line. Finally, to enhance the performance of controller withrespect to possible transients during the operation, a multi-objective LPV controller isdesigned with generalized H2 performance, trading-off robustness against performance.
Benzer Tezler
- Control allocation for a multi-rotor e-VTOL aircraft using blended-inverse
Kavramsal çok pervaneli bir e-VTOL hava aracı için blended-ınverse kullanarak kontrol dağıtımı
EMRE AKSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKAY YAVRUCUK
- A model based flight control system design approach for micro aerial vehicles using integrated flight testing and hil simulations
Küçük boyutlu insansız hava araçları üzerinde sistem tanılama, uçuş kontrol sistem tasarımı ve donanım ile benzetim uygulamaları
BURAK YÜKSEK
Doktora
İngilizce
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Çok makinalı güç sistemlerinde parametre adaptif kontrol yönteminin incelenmesi
Investigation of parameter adaptive control method for MMPS
AYŞEN DEMİRÖREN
Doktora
Türkçe
1993
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER
- Decentralized graph processes for robust multi-agent networks
Başlık çevirisi yok
AHMET YASİN YAZICIOĞLU
Doktora
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGeorgıa Instıtute Of TechnologyDr. JEFF S. SHAMMA
Dr. MAGNUS EGERSTEDT
- Eyleyici gecikmesine bağlı doyumlu ve dayanıklı H sonsuz denetleyiciyle deprem etkisi altıdaki yapısal sistemlerin titreşimlerinin kontrolü
Vibration control of structural systems under earthquake effect using actuator saturated delay dependent and robust H infinity controller
HAKAN YAZICI
Doktora
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAHMİ GÜÇLÜ