Çağın TAŞKIN, Ali KILIÇ, Sadettin KAPUCU

DARBE GENİŞLİK MODÜLASYONU İLE SÜRÜLEN SİSTEMLERE GİRDİ ŞEKİLLENDİRME TEKNİĞİNİN UYGULANABİLİRLİĞİ

Bu çalışmada, darbe genişlik modülasyonu ile sürülen esnek sistemlerde oluşan artık titreşimin azaltılması amacıyla, alternatif bir girdi şekillendirme metodu sunulmuştur. Sistem doğal frekansı ve sönüm oranı gibi parametrelerinin tam olarak bilinmemesi ya da hatalı tahmin edilmesi durumunda dahi gürbüz bir girdi şekillendirme metodu oluşturulmaya çalışılmıştır. Birim genlik kullanılarak elde edilen girdi şekillendirme metoduyla çok sayıda darbeye sahip girdi şekillendirici üretilebilir ve bu girdi şekillendirici sistemdeki artık titreşimi yok edebilmektedir ya da azaltabilmektedir. Girdi şekillendirme tekniklerinde, darbe zamanları tekniğin performansını belirlemektedir. Önerilen metotta darbe zamanları referans hareket profilinin, değişken frekanslı üçgen dalgalarla kesiştirilmesiyle bulunur. Önerilen metot, çok bilinen sıfır titreşim metodu ile karşılaştırılıp, sunulan girdi şekillendirme metodunun performans karakteristiği ve sistemin cevabıyla ilgili grafikler sunulmuştur. Ayrıca girdi şekillendirme tekniğinin, seyahat süresinin daha kısa olması istenilen durumlarda da gürbüz olarak çalıştığı görülmektedir.

Anahtar Kelimeler:

girdi şekillendirme tekniği, darbe genişlik modülasyonu, artık titreşim sönümleme

Applicability of Command Shaping Techniques to the Pulse Width Modulation Driven Systems

In this study, an alternative input shaping method is proposed to reduce residual vibration to the pulse width modulation delivered flexible systems. An input shaping method is proposed which works robust even system parameters such as system natural frequency and damping ratio are not known or wrongly estimated. It is possible to generate unity magnitude input shaper with high number of pulses within this method. This input shaper can eliminate or reduce residual vibration. Time locations have an importance on performance of input shaping techniques. Time locations of impulses are found by intersection points of reference motion profile and triangle wave. This proposed method is compared with well-known zero vibration method, performance characteristics of proposed input shaping technique and diagrams about the system response are demonstrated. Furthermore, it’s shown that proposed input shaping method works robustly even travelling time is reduced.

Keywords:

Input shaping technique, Pulse width modulation, Residual vibration reduction,

PDF

___

Alıcı, G., Kapucu, S., Bayseç, S., 1999, “Swing-free transportation of suspended objects with robot manipulators", Robotica, Cilt 17, No 5, ss. 513-521.
Biediger, E. A. O., S., 2006, Vibration reduction using command generation in formation flying satellites, Doktora Tezi, Georgia Institute of Technology, Atlanta.
Gürleyük, S. S., 2011, “Designing unity magnitude input shaping by using PWM technique", Mechatronics, Cilt 21, No 1, ss. 125-131.
Kapucu, S., Kaplan, M., “Hafif Sönümlemeli Esnek Sistemlerin Girdi Komutu Biçimlendirme Tekniği ile Artık Titreşimlerinin Azaltılması", 12. Ulusal Makine Teorisi Sempozyumu, Erciyes Üniversitesi, Kayseri, 347-354, 9-11 Haziran 2005.
Kapucu, S., Yıldırım, N., Yavuz, H., Bayseç, S., 2008, “Suppression of residual vibration of a translating– swinging load by a flexible manipulator ", Mechatronics, Cilt 18, No 3, ss. 121-128.
Singer, N.C., Seering W.P., 1990, “Preshaping command inputs to reduce system vibration”, Journal of dynamic systems, measurement, and control. Vol. 112, No.1, pp. 76-82.
Smith, O. J., 1958, Feedback Control Systems, Mc.Graw-Hill, New York.
Şahinkaya, M. N., 2001, “Input shaping for vibration-free positioning of flexible systems", Proceedings of the Institution of mechanical engineers part I: Journal of Systems and Control Engineering, Cilt 215, No 5, ss. 467-481.