Mobil hidrolik teleskobik vinçlerin yük salınımı kontrolü
Sway control of mobile hydraulic telescopic cranes
Yazar: UMUT YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. METE KALYONCU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Matematiksel modelleme = Mathematical modelling ; PID denetleme = PID control

Özet:
Bu çalışmada, mobil hidrolik teleskobik bir vincin öncelikle cad tasarımı yapılmış ve burada bir yük ile vinç tanımlanmıştır. Çalışmanın ana hedefi, mobil teleskobik vinçlerin kaldırma silindirleri ve dönme merkezindeki tork tahriki ile hareket etmesi sonucu teleskobik vince bir halat vasıtasıyla bağlı olan yükün x, y, z referans eksenlerine göre açılı bir şekilde oluşan salınımını kontrolcü kullanarak minimize etmektir. Sistemin başarı kriteri, uygulamada ergonomik bir çalışma zemini hazırlayacak şekilde salınımı azaltmak olacaktır. Mobil hidrolik teleskobik vinç olarak ele alınan sisteme ait matematiksel model, Newton yasaları ve Lagrange Hareket Denklemi kullanılarak elde edilmiştir. Tasarlanan teleskobik vinç gerçek sistemdeki veriler dahil edilerek Matlab/Simulink® programında modellenmiştir. Giriş sinyalleri etkisiyle oluşan salınım ölçülüp bu salınımı kabul edilebilir toleranslar dahiline düşürebilecek PID kontrolcüler tasarlanmıştır. Tasarlanan kontrolcülerin her birinin kullanılması durumu için sayısal simülasyonlar yapılarak dönüş konum açısı, kalkış konum açısı ve yük salınım açıları elde edilmiştir. Bununla birlikte sistem için gerekli tork, kuvvet ve basınç değerleri elde edilmiştir. Matlab/Simulink yazılımı kullanılarak yapılan simülasyonlarda tasarlanan kontrolcülerin performansı incelenmiştir. Sayısal simülasyon kontrol uygulanmayan sistem için de yapılmıştır. Çalışma kapsamında, Matlab/Simulink yazılımından elde edilen simülasyon sonuçları karşılaştırılarak bu yazılımların yük salınımı kontrolünde kullanılabilirliği de değerlendirilmiştir. Yapılan çalışma sonuçları, avantajları ve dezavantajları bakımında literatürdeki çalışma sonuçları ile karşılaştırılmıştır.

Abstract:
In this study, first of all mobile hydraulic telescopic crane's design was made and crane with load was defined. The main goal is to minimize the sway of load which bound up to telescopic crane through a rope, which is made at an angle and this movement is made with respect to x,y and z reference axes, by using controller as a result of moving via torque excitation in mobile telescopic crane's lifting cylinders and center of rotation. The success benchmark of system will be to reduce sway by preparing an ergonomic study base in execution.The system is mobile hydraulic telescopic crane model, equations of motion of the system are derived by utilizing Newton laws and Lagrange's Equation of Motion.Designed telescopic crane that includes real system datas was modelled by using Matlab / Simulink software. The sway that was formed by effect of input signals was measured and PID controller was designed to reduced the sway to an acceptable tolerances.In the case of each of the designed cotrollers, values of slewing angle, lift angle and sway angle are obtained by numerical simulations. However required torque, force and pressure values are obtained for the system.Performance of the designed controllers were investigated by conducting  simulations using Matlab/Simulink software. Numerical simulations is performed for uncontrolled case as well.By comparing the obtained simulation results usability of Matlab/Simulink software in active sway control of a crane model is also evaluated. The advantages and disadvantages in terms of work results were compared with results in literature.