Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi ve Simülasyonu

O. Fatih Ercis; Ömer Keleş

Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi ve Simülasyonu

Abstract

Kontrol Tahrik Sistemleri (KTS), füzeleri veya güdümlü mühimmatları kontrol etmek için kullanılır. KTS’nin çoğu elektro-hidrolik veya elektro-mekanik servo eyleyicilere sahiptir. Bu makale, basınç kaynağı olmayan ucuz ve basit yapıya sahip (aç-kapa kontrol) bir elektro-pnömatik tahrik sisteminin katı modellemesini ve simülasyonunu ele almaktadır. Bu yapıda hava, burundaki bir açıklıktan içeri girerek radyal orifisler sayesinde izole edilmiş iki hava odasına dolmaktadır. Hava odaları bu hacimler içerisinde oluşan basınçları manipüle etmek için değişken çıkış orifislerine sahiptir. Bu orifisler sayesinde odalar arasında bir basınç farkı yaratılır. Bu basınç farkı mühimmatın kontrol yüzeylerine bir şaft ile bağlı hava kanatçığı üzerinde net tork ve hareket oluşturur. Bahsedilen manipülasyon sayesinde kontrol yüzeyleri kontrol edilir. Manipülasyon Darbe Genişlik Modülasyonu (DGM) ile sürülen iki solenoid eyleyici tarafından sağlanır. Sistemin doğrusal olmayan matematiksel eşitlikleri literatür esas alınarak türetilmiştir. Kritik parametrelerin çıktılar üzerindeki etkisini anlamak ve 5 Hz’de frekans cevabını irdelemek için bir simülasyon modeli (Amesim) oluşturulmuştur. Radyal orifisin kanatçık açı çıktısı üzerindeki etkisi önemli bir parametredir. Dolayısıyla bu etki Şekil 13’te gösterilmiştir. Simülasyon sonuçlarında (Şekil 14) solenoidin kuvvet kapasitesi optimize (<3 N) edilmiştir. Dolayısıyla yüksek prototip sayısı ve işçilik maliyeti düşürülmüştür. Ayrıca, işleme operasyonlarının bazıları simülasyonlar yardımıyla tasarım ve imalat sürecinden kaldırılmıştır.

Keywords

References

Abd-Altief, M.A., El-Sheikh, G.A., and Dogheish, M.Y. (2006). Anti-Tank Guided Missile Performance Enhancement Part-1: Hardware in the Loop Simulation, Proceedings of the 5th ICEENG Conference.
Gade, M.M., Mangrulkar, K.K. (2018). Modeling and PWM Control of Electro- Pneumatic Actuator for Missile Applications. IFAC Papers Online, 51(1), 237-242.
Hejrati, B., Najafi, F. (2012). Accurate Pressure Control of a Pneumatic Actuator with a Novel Pulse Width Modulation–Sliding Mode Controller Using a Fast Switching On/Off Valve. Proc IMechE Part I: Journal of Systems and Control Engineering 227(2), 230–242.
Kamari, A., Mohammadi, A.H., Bahadori, A., Zendehboudi, S. (2014). Prediction of Air Specific Heat Ratios at Elevated Pressures Using a Novel Modelling Approach. Chemical Engineering & Technology., 37(12), 2047–2055.
Krivts, I.L. (2004). Optimization of Performance Characteristics of Electropneumatic (Two-Stage) Servo Valve, ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 126, p. 416.
Qiao, G., Liu, G., Shi, Z., Wang, Y., Ma, S. and Lim, T.C. (2018). A Review of Electromechanical Actuators for More/All Electric Aircraft Systems. Proc IMechE Part C: J Mechanical Engineering Science, 232(22), 4128-4151.
Richer, E. and Hurmuzlu, Y. (2000). A High Performance Pneumatic Force Actuator System: Part I: Nonlinear Mathematical Model, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 122, 416-425.
Richardson, R., Plummer, A.R., Brown M. (2006). Modeling and Simulation of Pneumatic Cylinders for a Physiotherapy Robot, School of Mech. Eng., University of Leeds, UK.

Zhou, M., Mao, D., Zhang, M., Guo, L., Gong, M. (2018). A Hybrid Control with PID–Improved Sliding Mode for Flat-Top of Missile Electromechanical Actuator Systems. Sensors (Basel), 18(12), 4449.
Davis, M.A. (1984). High Performance Electromechanical Servoactuation Using Brushless Dc Motor. https://www.moog.com/content/dam/moog/literature/ Space_Defense/Technical_Bulletins/Technical_Bulletion_150.pdf adresinden alınmıştır.
Dihovicni, D., Medenica, M. (2011). Mathematical Modelling and Simulation of Pneumatic Systems. https://cdn.intechweb.org/pdfs/14402.pdf adresinden alınmıştır. Thayer, W.J. (1988). Electropneumatic Servoactuation an Alternative to Hydraulics for Some Low Power Applications. https://www.moog.com/content/ dam/moog/literature/Space_Defense/Technical_Bulletins/Technical_Bulletin 151.pdf adresinden alınmıştır.
Amesim (2016), 21 Haziran 2020’de https://analizsimulasyon.com/amesim/ adresinden alınmıştır.
9K115 Metis (2010), 21 Haziran 2020’de https://www.armedconflicts.com/9K115- Metis-9-1050-115-1052-1077-1090-1080-1089-t26889#360912 adresinden alınmıştır.
Pneumatic Wing and Tail Actuators (2009), 21 Haziran 2020’de https://www.cobhammissionsystems.com/ tactical-control-systems/weapon- control-and-actuation-systems/pneumatic- wing-and-tail-actuators/docview/ adresinden alınmıştır.
Thermodynamics-Basic Concepts (2001), 21 Haziran 2020’de https://durhamcollege.ca/wp-content/uploads/ Thermodynamics-Basic- Concepts.pdf adresinden alınmıştır.
Actuation Solutions, 21 Haziran 2020’de https://aerospace.honeywell.com/ content/ dam/aero/en-us/documents/learn/products/actuation/ brochures/N61-1575- 000-001-ActuationSolutions-bro.pdf adresinden alınmıştır.
9M113 Kornet (2014), 21 Haziran 2020’de http://vieclam.laodong.com.vn/vu- khi/suc-manh-ten-lua-sieu-khung-kornetem-cua-nga-189873.bld adresinden alınmıştır. AT-14 Kornet (2012), 21 Haziran 2020’de http://anwaralsharrad- mbt.blogspot.com/2012/08/at-14-kornet.html adresinden alınmıştır.
Servo Valves (2018), 21 Haziran 2020’de https://www.moog.com/ literature/ICD/Moog_ServoValves_72Series_Catalog_en.pdf adresinden alınmıştır.
Mach Sayısı ve Süpersonik Uçuş (2019), 21 Haziran 2020’de https://www.muhendisbeyinler.net/ mach-sayisi-ve-supersonik-ucus/ adresinden alınmıştır. Speed Regimes (2015), 21 Haziran 2020’de https://www.grc.nasa.gov/www/k- 12/airplane/lowsub.html adresinden alınmıştır.
Precision Guidance Kit (PGK) (2015), 21 Haziran 2020’de https://ndiastorage.blob.core.usgovcloudapi.net/ndia/2015/armament/ wed1 7409_Hunter.pdf adresinden alınmıştır.
Innovations in Flight Control Systems and Subsystems (2011), 21 Haziran 2020’de https://www.parker.com/Literature/ Control%20Systems%20Division/CSD %20literature/CSDBrochure.pdf adresinden alınmıştır.
Dryer, R. (2009). Projectile Control Device. U.S Patent No. 20,100,237,185A1. United States Patent Application Publication.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

O. Fatih Ercis
0000-0002-6002-6849
Türkiye

Ömer Keleş This is me
0000-0002-3480-3456
Türkiye

Publication Date

November 2, 2020

Submission Date

February 5, 2020

Acceptance Date

August 14, 2020

Published in Issue

Year 2020 Number: 38

IZ

https://izlik.org/JA23GC48WE

Cite

RIS / Bibtex

APA

Ercis, O. F., & Keleş, Ö. (2020). Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi ve Simülasyonu. Savunma Bilimleri Dergisi, 38, 44-67. https://izlik.org/JA23GC48WE

AMA

1.Ercis OF, Keleş Ö. Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi ve Simülasyonu. Savunma Bilimleri Dergisi. 2020;(38):44-67. https://izlik.org/JA23GC48WE

Chicago

Ercis, O. Fatih, and Ömer Keleş. 2020. “Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi Ve Simülasyonu”. Savunma Bilimleri Dergisi, nos. 38: 44-67. https://izlik.org/JA23GC48WE.

EndNote

Ercis OF, Keleş Ö (November 1, 2020) Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi ve Simülasyonu. Savunma Bilimleri Dergisi 38 44–67.

IEEE

[1]O. F. Ercis and Ö. Keleş, “Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi ve Simülasyonu”, Savunma Bilimleri Dergisi, no. 38, pp. 44–67, Nov. 2020, [Online]. Available: https://izlik.org/JA23GC48WE

ISNAD

Ercis, O. Fatih - Keleş, Ömer. “Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi Ve Simülasyonu”. Savunma Bilimleri Dergisi. 38 (November 1, 2020): 44-67. https://izlik.org/JA23GC48WE.

JAMA

1.Ercis OF, Keleş Ö. Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi ve Simülasyonu. Savunma Bilimleri Dergisi. 2020;:44–67.

MLA

Ercis, O. Fatih, and Ömer Keleş. “Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi Ve Simülasyonu”. Savunma Bilimleri Dergisi, no. 38, Nov. 2020, pp. 44-67, https://izlik.org/JA23GC48WE.

Vancouver

1.O. Fatih Ercis, Ömer Keleş. Hava Alıklı Elektro-Pnömatik Bir Sistemin Modellenmesi ve Simülasyonu. Savunma Bilimleri Dergisi [Internet]. 2020 Nov. 1;(38):44-67. Available from: https://izlik.org/JA23GC48WE