The design and adaptive control of a novel hybrid magnetic bearing system
Yeni bir hibrid manyetik yatak sistemi tasarımı ve uyarlamalı kontrolü
- Tez No: 474116
- Danışmanlar: PROF. DR. SELİM SİVRİOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aktif denetim, Elektromanyetik sistemler, Elektromıknatıs, Sürekli mıknatıslar, Active control, Electromagnetic systems, Electromagnet, Permanent magnets
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, eksenel yönde aktif manyetik yatağa ve radyal yönde pasif manyetik yatağa sahip olan yeni bir volan sistemi yapısını önermektedir. Önerilen hibrid manyetik yataklı volan sisteminde, pasif manyetik yataklar tek başına kararlı bir manyetik levitation sağlayamazlar ancak eksenel yönde kullanılan aktif manyetik yataklar yardımı ile volan sisteminin dinamik kararlılığını sağlamak mümkündür. Hibrid yataklarda, radyal pasif manyetik yataklar levitasyon sırasında enerjiye ihtiyaç duymazlar dolayısıyla sistemin güç tüketimini düşürürler ve bunun yanı sıra daha basit bir yatak sistemi oluşturularak volan sistemin yataklanması sağlanmış olur. Pasif manyetik yataklar tarafından üretilen radyal katılık faktörleri Mathieu denkleminin rijitlik formuna benzer bir yapıdadır. Volan hibrid manyetik yatağının dinamik denklemleri Mathieu denklemi yaklaşımı kullanılarak elde edilmiştir. Mathieu denklemine dayanan bir kararlılık analizi, rotorun eksenel yer değiştirmesine göre gerçekleştirilmiştir. Radyal pasif manyetik yataklar bazı avantajlara sahip olmakla birlikte, volan aktif manyetik yatak sisteminin kararlılığını bozan bozucu kuvvetler oluştururlar. Lyapunov tabanlı kompozit uyarlanabilir tüm durum değişkenleri ve çıkış değişkenleri geri beslemeli kontrolcüleri, bozucu kuvvetler karşısında kararlılık sağlarlar ve istenen yörüngeye ve hızlı parametre tahminine iyi bir yakınsama sağlarlar. Hibrit manyetik yataklı volan sisteminin prototipi, tasarım ve analiz çalışmalarını tamamladıktan sonra üretilmiştir. Deneysel çalışmalar, hibrid manyetik yataklı volan sistemi prototip kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Lyapunov tabanlı kompozit uyarlanabilir kontrolörler farklı durumlarda deneylerle gerçekleştirilmiş ve tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis study proposes a novel flywheel system structure with active magnetic bearing in the axial direction and passive permanent magnet bearings in the radial directions. In the proposed hybrid bearing structure, passive magnetic bearings do not provide a stable magnetic levitation in all directions but it is possible to maintain the dynamic stability of the flywheel by using active magnetic bearing in the axial direction. In a hybrid bearing system, radial passive magnetic bearings do not need energy and reduce the power consumption and create less complexity in the bearing structure. The radial stiffness factors generated by passive magnetic bearings are similar to the stiffness form of Mathieu equation. The dynamic equations of the flywheel hybrid magnetic bearing system are obtained using Mathieu equation approach. A stability analysis based on the Mathieu equation is realized according to the axial displacement of the rotor. Although radial passive magnetic bearings have some advantages, they impose disturbance forces that deteriorate the stability of the flywheel-active magnetic bearing system. The Lyapunov based composite adaptive full state and output feedback control provides stability against disturbance forces and a good convergence to the desired trajectory and fast parameter estimation. A prototype of the hybrid magnetic bearing flywheel system is manufactured after completing design and analysis studies. The experimental studies are implemented using the prototype of the hybrid magnetic bearing flywheel. The composite adaptive controllers are realized in experiments for different cases and obtained satisfactory results.
Benzer Tezler
- Design and implementation of magnetic bearings in rotary blood pump
Dönel kan pompasında manyetik rulmanların tasarlanması ve uygulanması
HARIS SHEH ZAD
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER TUNGA ERDOĞAN
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU
- Design and implementation of a shunt hybrid active power filter
Şönt Melez Aktif Güç Filtresinin tasarımı ve gerçekleştirilmesi
ADNAN TAN
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜMAY
DOÇ. DR. KAMİL ÇAĞATAY BAYINDIR
- Hysteresis band control of hybrid active power filter: An application to a medium-frequency induction melting furnace
Histeresiz-bant kontrollü melez etkin güç süzgeci: Orta-frekans endüksiyon ergitme ocağı uygulaması
EMRE DURNA
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUAMMER ERMİŞ
- Adaptive consensus based formation control of unmanned vehicles
Başlık çevirisi yok
HACI MEHMET GÜZEY
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMıssourı Unıversıty Of Scıence And Technology (unıversıty Of Mıssourı-Rolla)DR. JAGANNATHAN SARANGAPANI
DR. LEVENT ACAR
- Stochastic analysis and adaptive control studies in legged systems
Bacaklı sistemlerde stokastik analiz ve adaptif kontrol çalışmaları
GÜNER DİLŞAD ER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA MERT ANKARALI
PROF. DR. ULUÇ SARANLI