Aktif ayarlanan eş yerleştirilmemiş titreşim sönümleme sisteminin incelenmesi ve simülasyon ortamında gerçeklenmesi
Examination of actively tuned non-collocated vibration absorption system and ımplementation in simulation environment
Yazar: EBUBEKİR BUĞRA ÖZARSLAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KURT
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Benzetim sistemi = Simulation system ; Rezonatör = Resonator ; Sönümlenme yöntemi = Fading method ; Titreşim söndürücü = Vibration damper

Özet:
Titreşim problemi gerek endüstride gerek günlük hayatta birçok alanda karşılaşılan çözülmesi gereken bir sorundur. Mekanik titreşimler talaşlı imalatta işlenen parçanın yüzey kalitesini etkilerken, robotlarda uç noktanın yörünge takibini etkileyebilmektedir. Çeşitli endüstrilerde karşılaşılan bu titreşim sorununun çözümü için yıllardan beri uzun uğraşlar gerektiren çalışmalar yapılmıştır. Bu tez içerisinde bu çalışmalardan biri olan gecikmeli rezonatör yardımıyla titreşimin aktif olarak sönümlenmesi incelenecektir. Gecikmeli rezonatör yöntemi 1994 yılında Olgac ve Holm-Hansen tarafından ortaya atılmıştır. Yöntemin amacı, mekanik bir yapıya etki eden titreşimlerin bu yapıya tutturulan basit bir kütle-yay-sönümlendirici sisteminin aktif olarak rezonansa getirilmesi ile bastırılmasıdır. Yöntemi özel kılan kütle-yay sönümlendirici sisteminin rezonansa getirilirken zaman gecikmeli bir geri beslemenin kullanılmasıdır. Bu tez içerisinde titreşim sönümleme için kullanılan kontrol yöntemleri karşılaştırmalı olarak incelenecektir. Ayrıca eş yerleştirilmemiş titreşim sönümleme üzerine geliştirmeler yapılacaktır. Eş yerleştirilmemiş titreşim sönümleme işlemi, sönümlemeyi sağlayacak kuvvetin, titreşimin meydana geldiği yerden uzakta bir konumda gerçekleştirilmesi şeklinde ifade edilmektedir. Bu yüzden literatürde çok rastlanmayan "uzamsal(konumsal) ayarlama" üzerine çalışmalar gerçekleştirilecektir. Ayrıca uyartım frekansının gerçek zamanlı olarak sürekli olarak değiştiği "spektral ayarlama" çözümlenecektir. Kısaca; "Spektral ayarlama", zamanla değişen uyarma frekanslarını yönetirken "uzamsal ayarlama", istenen sönümleme konumundaki gerçek zamanlı değişiklikleri ele almaktadır. Tez içerisinde örnek modeller üzerinden "spektral ve uzamsal" ayarlamaların titreşim sönümleme üzerindeki etkisi incelenecektir. Literatürde yer alan modellerin yanı sıra oluşturulmuş arayüz ile istenilen modelin birkaç parametre girilmesi ile kararlılık haritalarının ve uygun uyartım frekanslarının belirlenmesi sağlanacaktır. Bu tez çalışmasının ana kapsamı bir yapı içerisinde oluşan mekanik titreşimlerin, titreşimin oluştuğu noktadan uzak bir konumda sönümlenmesinin sağlanmasıdır. Diğer gerçekleştirilen bütün çalışmalarla bu kontrolü sağlamaya kolaylık sağlanması ve teorik temellerinin güçlendirilmesi amaçlanmaktadır.

Abstract:
Vibration problem is a problem that needs to be solved in many areas both in industry and daily life. While mechanical vibrations affect the surface quality of the machined part in machining, it can affect the trajectory tracking of the end point in robots. Studies requiring long efforts have been carried out for years to solve this vibration problem encountered in various industries. In this thesis, active damping of vibration with the help of delayed resonator, which is one of these studies, will be examined. The delayed resonator method was introduced in 1994 by Olgac and Holm-Hansen. The aim of the method is to suppress vibrations affecting a mechanical structure by actively resonating a simple mass-spring-absorber system attached to this structure. What makes the method special is the use of a time delayed feedback while bringing the mass-spring-absorber system to resonance. In this thesis, control methods used for vibration absorption will be examined comparatively. In addition, improvements will be made on non-collocated vibration absorption. Non-collocated vibration absorption is expressed as the force to provide damping at a location away from the place where the vibration occurs. Therefore, studies will be carried out on "spatial tuning", which is not so common in the literature, on vibration and absorbers that are non-collocated. In addition, "spectral tuning" in which the excitation frequency is constantly changing in real time will be analyzed. Briefly; "Spectral tuning" manages time-varying excitation frequencies, while "spatial tuning" addresses real-time changes in the desired damping position. In the thesis, the effect of "spectral and spatial" adjustments on vibration damping will be examined through sample models. In addition to the models in the literature, stability maps and appropriate excitation frequencies will be determined by entering a few parameters of the desired model with the interface created. The main scope of this thesis is to dampen the mechanical vibrations occurring in a structure in a position far from the point where the vibration occurs. With all other studies, it is aimed to facilitate this control and to lay strong theoretical foundations.