Active vibration control and modeling of flexible manipulators with trapezoidal velocity profile actuations

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MEHMET MERT İLMAN

Danışman: Şahin Yavuz

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Endüstri 4.0'daki gelişmelerle birlikte robot uygulamaları yelpazesi ve beklenen üretkenlik genişlemektedir. Esnek manipülatör sistemleri (FMS), daha hafif oldukları, daha az motor tahrik gücü gerektirdiği, enerji açısından daha verimli oldukları ve insan-robot etkileşimine daha uygun oldukları için bu noktada iyi bir aday olmaktadır. Bu nedenle bu tezde tek-uzuvlu ve çok-uzuvlu FMS ele alınmıştır. Ayrıca karbon-elyaf-takviyeli-polimer (CFRP) ve cam-elyaf-takviyeli-polimer (GFRP) gibi kompozit malzemelerden üretilen uzuvlar sayesinde daha esnek ve kararlı FMS üretilmiş ve yük taşıma kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Sistemlerin matematik modellerini elde etmek, çeşitli girdi profilleri altında dinamik cevaplarını gözlemlemek açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada, tek-uzuvlu ve iki-uzuvlu esnek manipülatörlerin dinamik davranışını modellemek için üç modelleme tekniği kullanılmıştır. Bunlar, ANSYS kullanarak sonlu eleman model (FEM) oluşturmak, modal-ayrıştırma-tekniğini kullanarak indirgenmiş-dereceli model (ROM) oluşturmak ve Simulink kullanarak bir topaklanmış parametreli model (LPM) oluşturmaktır. Bu modeller hız, hassasiyet ve pratiklik avantajları açısından karşılaştırılmıştır. Mekanik titreşim, FMS'de yüksek kaliteli performans elde etmek için çok önemli bir unsurdur. Oluşturulan farklı modeller yardımıyla minimum sistem müdahalesi ve maliyet ile titreşimleri azaltma stratejileri araştırılmıştır. Bu kapsamda etkin açık-çevrim kontrol teknikleri ve kapalı-çevrim kontrol mimarileri birleştirilmiş ve bozucu girdilere karşı gürbüz olan hibrit bir titreşim kontrol mimarisi deneysel ve sayısal olarak değerlendirilmiştir.