Modelling and robust controller design for a multi-axis micro-milling machine
Üç boyutlu mikro işleme cihazı modellenmesi ve gürbüz kontrolcü tasarımı
- Tez No: 436348
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MELİH ÇAKMAKCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kontrol yöntemleri, Sistem tanıma, Control methods, System identification
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İçinde bulunduğumuz bu minyatürleşme çağında, mikro üretim en popüler araştırma konularından biri haline gelmiştir. Her ne kadar 3 Boyutlu yazıcılar ve laser sinterleme gibi yeni üretim teknolojileri gelecek vaat ediyor olsa da, convensiyonel üretim teknolojileri hala yeri doldurulamaz bir pozisyondadır. Bu tez üç boyutlu bir mikro işleme sistemi için gürbüz bir kontrolcü tasarlamayı hedeflemektedir. Kontrolcünün sentezlenmesi için ilk olarak sistem modellenmiştir. Ancak daha sonra sistem modelinin, sistem tanılama metodu ile elde edilmesi kararlaştırılmıştır. X, Y ve Z eksenlerinin transfer fonksiyonları, sinüsler toplamı girdisi kullanılarak hesaplanmıştır. Doğrulama deneylerinin sonuçlarına göre elde edilen transfer fonksiyonları sistemi yansıtmaktadır. Elde edilen bu transfer fonksiyonları ve tasarlanan ağırlık fonksiyonlarının yardımı ile gürbüz bir $H_\infty$ kontrolcü tasarlanmıştır. Simulasyon çıktılarına göre tasarlanan bu gürbüz kontrolcü hem disturbans girdisi varken hem de yokken PID kontrolcüsüne göre belirgin bir şekilde daha iyi performans göstermiştir. Son bölümde tasarlanan bu gürbüz kontolcü ile PID kontrolcüsü kesme testlerinde karşılaştırılmıştır. Bu testlere göre, PID kontrolcüsü ve gürbüz kontrolcü benzer bir izleme performansı gösterse de, gürbüz kontrolcü ile daha iyi bir yüzey kalitesi elde edilebilirken aynı zamanda üretim sırasında daha az titreşim oluşmaktadır.
Özet (Çeviri)
In the current era of miniaturization, micro manufacturing had became one of the most popular topics. Even tough there are new promising methods such as laser sintering and 3D printing; conventional manufacturing methods continue to hold a unique and irreplaceable position. This thesis aims to design a robust control algorithm for a three axis micro-machining system. In order to synthesize the controller, first the system is modeled. After the modeling, a system identification due to non-linearities is also performed. X, Y and Z axis's identified using prepared Sum of sines identification input. Verification data shows these identified transfer functions represent the physical system well while avoiding over-fit. Using these identified transfer functions, a robust Hinfinity controller is synthesized with designed weighting functions. In simulations, this robust Hinfinity controller showed significantly better performance with or without disturbance. Machining experiments are also done in order to compare the performance of robust controller with the PID controller. According to results of experiments, robust controller showed similar tracking performance with improved surface quality and less oscillations vibrations.
Benzer Tezler
- Modelling longitudinal motion of an electric vehicle and wheel slip control through NN based uncertainty prediction
Elektrikli aracın boyuna hareketinin modellenmesi ve yapay sinir ağı tabanlı belirsizlik kestirimli tekerlek kayma kontrolü
DUYGU ÖZYILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OVSANNA SETA ESTRADA
- 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
- Passive and active control of seismically excited buildings
Binaların depreme karşı aktif ve pasif kontrolü
ERCAN ATAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. EMRE KÖSE
Y.DOÇ.DR. KEMAL BEYEN
- Dizel motorların modellenmesi,modele dayalı hava yolu ve emisyon kontrolörü geliştirilmesi / uygulanması
Modeling of diesel engines, development and application of model based airpath and emission controllers
BÜLENT ÜNVER
Doktora
Türkçe
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
PROF. DR. SETA BOGOSYAN
- 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