Sistem Dinamiği ve Kontrol Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 77
  • Öge
    Pnömatik bir sistemin nonlineer modellenmesi ve model öngörülü kontrolü
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-05-21) Öz, Barış ; Kural, Ayhan ; 503101613 ; Sistem Dinamiği ve Kontrol ; System Dynamics and Control
    Bu çalışmada İ.T.Ü Makina Fakültesi Sistem Dinamiği ve Kontrol Laboratuvarı'nda bulunan elektropnömatik deney düzeneği esas olarak alınmıştır. Deney düzeneği, çubuksuz, düşük sürtünmeli, üzerindeki arabaya bağlı hassas bir silindir, 5/3 yollu oransal valf, lineer cetvel, analog basınç ölçerler, tez kapsamında tasarlanan ana dağıtım kartı, güç kaynakları ve data toplama kartı ve ekipmanından oluşmaktadır. 5/3 yollu oransal valfin sisteme entegre edilmesi ile birlikte pnömatik sistem modeli, silindir odacıklarındaki basınç değişimlerini tanımlayan ve piston hareketini tanımlayan toplam tek girişli-üç çıkışlı bir model olarak kurulmuştur. Sitemde bulunan valf, silindirler, yük, sürtünme kuvvetleri ve bağlantı boruları ayrı ayrı modellenmiş, nihai olarak bu modeller üç durum denkleminde toplanmıştır. Sisteme giriş sinyali verilerek elde edilen çıkışlar MATLAB programının Sistem Tanılama eklentisinde irdelenmiş, en iyi sonucu veren sistem tanılama objesi bulunarak sistem iki girişli tek çıkışlı olarak tasarlanmıştır. Kestirilen sistem parametreleri, sistem matrisleri, kısıtlar, referans sinyali gibi değerler LabView programında belirli panellere girilerek model öngörülü kontrolör oluşturulmuş, farklı kontrol ve tahmin ufuklarına göre ve çıkış hatası simetrik ağırlık matrisi ve kontrol genliği simetrik ağırlık matrislerinin farklı değerlerine göre simüle edilmiştir. Çıkıştaki simülasyon eğrileri incelenmiş, bu eğrilere göre farklı değerler altındaki çalışmanın analizi yapılmıştır. Gerçek sistemde yapılacak uygulama için gerekli olabilecek Simulink diyagramları ve LabView blok diyagramları çizilmiştir. Sonuç olarak sistemin hangi değerlerde en iyi cevabı verdiği ve ilerideki çalışmalarda hangi yöntemlerin kullanılabileceği tartışılmıştır.
  • Öge
    Süt sağım robotu tasarım ve imalatı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-09-16) Özüduruk, Hulusi ; Bayraktaroğlu, Zeki Yağız ; 503101604 ; Sistem Dinamiği ve Kontrol ; System Dynamics and Control
    Bu tezde otomatik süt sağımı yapabilen robot kolun tasarım ve üretimi ele alınmıştır. Tasarım aşaması kendi içinde alt gruplara ayrılmaktadır. Mekanik ve elektronik tasarım alt konularının tamamlanmasının ardından üretim süreci tamamlanacak ve ölçüm cihazının montajı yapılarak deneysel olarak elde edilen veriler incelecektir.Otomatik süt sağım robotu, süt sağım işlemini herhangi bir personel gerektirmeden ve manuel süt sağım makinalarına göre daha hızlı bir şekilde yapabilmektedir. Bu noktada hayvanları zorlayarak sağım noktalarına götürülürken oluşan sıkıntılar da ortadan kalkmış olacaktır.Otomatik süt sağım robotları maliyetlerinden dolayı genellikle büyük çaplı çiftliklerde (en az 40-50 adet sağılan inek bulunan) kullanılmaktadır.Sağım işlemi süreci ineklerin alıştırılarak kafes yapısına girmesi ile başlamaktadır. İneğin kafese girmesinin ardından kamera ile ineğin meme ucu konumlarının tespiti yapılacaktır. Bu işlemin ardından robotik kol süt sağım pompasını alarak kamera tarafından belirlenen koordinatlara götürerek sağım işlemini başlatacaktır. Sağım işleminin bitimin ardından sağım pompasını ilk konumuna götürecektir. Süt sağım robotunu temelde mekanik ve elektronik aksam olarak iki kısımda inceleyebiliriz. Mekanik aksamda; gövde konstrüksiyonu, rulmanlar, cıvatalar ve diğer mekanik bağlama elemanları, elektronik aksamda; enkoderler, motorlar, motor sürücüleri, gömülü bilgisayar ve kamera bulunmaktadır. Ayrıca yine CANbus haberleşmesi ve bilgisayar programı bu bölümde bulunmaktadır.Mekanik tasarım ve üretim, Robkon Robotik ve Otomasyon firması tarafından yapılmıştır. Bu bölümde motor, redüktör ve enkoderlerin seçimi bu bölümde yapılmıştır. Motor ve redüktörlerin seçiminde öncelikli olarak motor tipi fırçasız dc motor olarak belirlenmiştir. Motorların ve redüktörlerin tork değeri mekanik tasarım aşamında eklemlerin tork analizi sonucunda ortaya çıkmıştır. Motorların ve redüktörün seçiminin ardından bu seçime uygun enkoder ve motor sürücüsü seçimi yapılmıştır.Elektronik tasarım motor sürücülerinin ve gömülü bilgisayar bileşenlerinin seçimi ve haberleşme programını içermektedir. Motor sürücüleri ile gömülü bilgisayarın haberleşmesi için kullanılacak protokol seçiminde en önemli nokta, sürücülerden alınacak olan referansların aynı anda örneklenmesinin gerekliliğidir. Senkron örnekleme için ise CANopen protokolü kullanılmıştır. Ortaya çıkması muhtemel problemlerin tasarım aşamasında giderilmesi için tasarım süreci uzun tutulmuş ve birçok problemin bu aşamada çözümü üretilmiştir. Üretim sürecinde karşılaşılan bazı problemlere ise bu süreçlerde müdahale edilebilmiştir.Sistem tasarıma uygun olarak üretilmiş ve montajı yapılmıştır. Mekanik ve elektronik akşamlar tasarım aşamasındaki kriterlere uygun bulunmuş ve deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir.
  • Öge
    İnsansı robotlar için modüler yapay omurga tasarımı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-05-26) Yurtsever, Ekim ; Ertuğrul, Şeniz ; 503121606 ; Sistem Dinamiği ve Kontrol ; System Dynamics and Control
    Yirminci yüzyılın son çeyreğinde insana benzeyen ve insan gibi hareket edebilen robotlar geliştirilmeye başlanmıştır. Gelecekte insansı robotların sanayi ve servis sektörlerinde, okul öncesi ve özel durumları bulunan çocukların eğitiminde ve birçok başka alanda toplum hayatına gireceği çeşitli araştırmacılar tarafından savunulmaktadır. İnsansı robotlar en basit hali le yürüme için iki bacak ve iş yapma için iki kol kullanan mekanik yapılardır. Yürüme ve iş yapma işlevleri geleneksel olarak açık seri kinematik zincirler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Seri açık kinematik zincirlerin ileri ve ters kinematik çözümlemelerinin kolay elde edilebilmesi kontrol uygulamalarında sıklıkla kullanılmasına yol açmıştır. İnsansı robotlarda kullanılan mekanik tasarımlar bu sebep ile seri açık kinematik zincirlerin bir araya getirilmesi ile ortaya çıkmıştır. Ancak, çok serbestlik dereceli insansı robotlarda yukarıda bahsedilen geleneksel mekanik çözümler, robot hareketlerinin süreksiz ve insansı olmayan bir biçimde eylemlenmesine sebep olmaktadır. Bu çalışmada, sürekli ve insansı hareketler elde edebilmek için uzuvların hatta gövdenin birbirine göre bağıl hareket edebilen modüler yapılardan oluşması gerektiği öngörülmektedir. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Sistem Dinamiği ve Kontrol Programında Yüksek Lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmada insansı bir robotta kullanılmak üzere modüler yapay bir omurga geliştirilmiştir. Amaç sürekli ve insansı bir hareketi mümkün olan en az sayıda motorla elde etmektir. Tez kapsamında dört adet gövde tasarımı yapılmıştır. İlk üç tasarımın iyileştirilmesi ile elde edilen nihai tasarımın istenilen hareket işlevlerini yerine getirdiği gözlemlenmiştir. Geliştirilen Omurga birbirine modüler bir şekilde eklenen paralel mekanizmalardan oluşturulmuştur. Bu amaç için özgün bir paralel mekanizma modülü geliştirilmiştir. Geliştirilen konsept tasarım, yapılan benzetimlerde insan gövde hareketlerini gerçeğe çok yakın bir biçimde taklit edebilmiştir. Yeni geliştirilen sistem sürekli hareket sağlamasının yanı sıra motor tahriki kesildiğinde konumunu koruyacak mekanik kararlılığı da sağlamaktadır. Yapılan sonlu elemanlar ve dinamik analizler sonucu nihai boyutlandırma ve malzeme seçimi gerçekleştirilmiştir ve tasarım çalışması son bulmuştur. Bu tez kapsamında yapay omurganın tasarım süreci ile ilgili çalışılmıştır. İlerleyen yıllarda devam eden proje doğrultusunda prototip üretilecek ve kontrol uygulamaları gerçekleştirilecektir.
  • Öge
    Vibro-acoustic analysis of a refrigerator freezer cabinet coupled with the air duct
    (Institute of Science And Technology, 2014-05-30) Çelikkan, Onur ; Erol, Haluk ; 503071622 ; System Dynamics and Control ; Sistem Dinamiği ve Kontrol
    In this thesis, vibroacoustic interaction between the structure and cavity inside the freezer cabinet was investigated. For this purpose, a set of numerical and experimental analyses were performed. In numerical analyses, the acoustic characteristic of the freezer cavity was solved and then the mixed finite element method was implemented to analyze the coupled behavior of the cavity with air duct by using Acoustic Fluid-Structure Interaction (AFSI) technique. In experimental analyses, acoustic modal analysis of the freezer cavity and structural modal analysis of the air duct was performed for the validation process. A good agreement was obtained among the results. Thus also the accuracy of the numerical model was confirmed. The validated models were used for the design optimization. For solving the noise generation mechanism inside the freezer cabinet primarily the noise generated by the freezer fan unit was measured in normal working condition of the refrigerator and the resonance frequencies were obtained. This information was compared with the normal modes of the air duct thereby the overlapping frequencies were identified. In order to reduce the interaction between the source and the structure, some design modifications were applied to the air duct. So the structural borne noise which is radiated from the air duct into the freezer cavity was reduced.
  • Öge
    Ağır taşıtlarda devrilme dinamiğinin en iyilenmesi ve kontrol sistemi tasarımı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-05-29) Sert, Emre ; Boyraz, Pınar ; 503091620 ; Sistem Dinamiği ve Kontrol ; System Dynamics and Control
    Yapılan araştırmalar hem Avrupa hem de Türkiye'de kazaların çoğunlukla devrilme kaynaklı olduğunu ve çoğu kazanında ölümle sonuçlandığını göstermiştir. Bu nedenle aracın devrilme eşiği sınırının iyileştirilmesi gerekmektedir ve bu nedenle devrilme önleyici sistemler incelenmesi gereken en önemli aktif araç güvenliği sistemlerinden biridir. Yapılan çalışmada, 7 m'lik otobüs ağır taşıtlar için örnek alınarak Adams/Car programında sanal modeli oluşturulmuştur. Sanal modelin doğrulanması amacıyla fiziksel araçta SAE standardı olan J2180 statik devrilme masası testi yapılmıştır. Devrilme masası testinin araç devrilme anına kadar devam ettirilememesinden dolayı Adams/Car programı kullanılarak doğrulanmış araç modeli ile devrilme masası testi yapılmıştır. Üç farklı ön viraj demiri ve 2 farklı ön yaprak yay kullanılarak devrilme dinamiği hassasiyet analizi çalışmaları yapılmıştır. Sonuç olarak, bu analiz yardımıyla devrilme açısı eşik değerini azaltan en iyi ön yaprak yay ve ön viraj demiri analiz sonucuna göre seçilmiştir. Doğrulanan Adams/Car modeli ile süspansiyon dönme merkezi yüksekliği ile süspansiyonun dönme sertliği değerinin artırılması için arka süspansiyonda bulunan 5 farklı geometrik ölçü eniyileme parametreleri olarak seçilmiştir. Aracın tümsekten geçirildiği durumu benzetim yapmak için silindir üzerine yerleştirilen arka süspansiyondaki sağ tekerlek 30 mm kaldırılmıştır ve ölçülen devrilme açısı sistem çıktısı olarak da seçilmiştir. Eniyileme yöntemi olarak da istatistik Taguchi metodu kullanılmıştır. Süspansiyonun eniyilemesi sonucunda bulunan geometrik ölçüler tezin içeriğinde paylaşılmıştır. Aracın dinamik devrilme modelinin elde edilebilmesi için dört izli taşıt modeli ve Pacejka lastik matematik modelleri oluşturulmuştur. Ek olarak devrilme ve yalpa dinamiği matematik modelleri oluşturularak Matlab/Simulink programında alt sistemlerin birleştirilmesi ile tam araç modeli oluşturulmuştur. Yalpa ve devrilme açısı ile devrilme değişim oranı ölçümleri Simulink modelinde çıktı olarak verilmektedir. Simulink modelinde direksiyon açısı sistem girişi olduğundan sistemin fiziksel sınırlarını incelemek amacıyla aracın devrilmesine neden olacak şekilde direksiyon açısı ve araç hızı belirlenmiştir ve SAE J 2181 standardın da tanımlandığı gibi J-Turn manevrası yaptırılmıştır. Sonrasında devrilme eşiği sınırının azaltılması amacıyla kontrol sistemi tasarımı yapılmış ve sistem durum-uzay matrisi formatına dönüştürülmüştür. Dinamik Yük Transfer Oranı (DYTO) sistem çıktısı olarak seçilmiş ve aracın devrilme sınırını kontrol altına almak amacıyla doğrusal kuadratik regülatör tasarımı yapılmıştır. J-Turn manevrası sonucunda aracın dinamik yük transfer oranının eşik değer olan birden daha büyük olduğu gözlemlenmiştir. Ancak kontrol sistemi tasarımı ve uygulanması ile bu değerin "0.85" seviyelerine çekildiği ve devrilme sınırının kontrol altına alındığı sonucuna varılmıştır.