Raylı elektromanyetik fırlatıcı enerji ünitelerinin tetikleme zamanlarının en iyilenmesi / Optimization of trigger times of railgun energy units
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Prof. Dr. Nihat Öztürk
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Elektromanyetik fırlatıcılar (EMF) elektrik enerjisi ile kontrol edilen manyetik alanın bir cismi veya mermiyi hızlandırıp fırlatması prensibine dayanır. EMF sistemler geleneksel (barutlu) ateş sistemlerine göre birçok avantaja sahiptir. Kontrol edilebilirlik bu avantajların en önemlisidir. Farklı türleri bulunan EMF'ler temel olarak ikiye ayrılır. Bunlar bobinli elektromanyetik fırlatıcılar ve raylı elektromanyetik fırlatıcılardır. EMF'ler darbe güç kaynakları(DGK) ile enerjilendirilirler. Bunlar üniteler halinde kullanılırlar. EMF'ın başlıca problemi, maliyeti yüksek olan bu sistemlere verilen enerjinin en iyilenmesidir. Böylelikle merminin namludan çıkış hızı ve etkisi arttırılabilir. Bu çalışmada, söz konusu elektromanyetik fırlatıcının DGK ünitelerinin tetikleme zamanları probleminin çözümü için altı farklı yöntem önerilmiş ve sonuçları kıyaslanmıştır. Kullanılan yöntemler: İterasyon, sensör, akım dalga formu kontrolü, genetik algoritma(GA), yerçekimi arama algoritması(YAA) ve parçacık sürü optimizasyon algoritmasıdır(PSO). Çalışmada eşdeğer devre modeli ve raylı elektromanyetik fırlatıcı MATLAB/Simulink yazılımı kullanılarak oluşturulmuştur. Enerji kaynağı olarak her biri 200kj enerji depolayan beş adet kapasitif DGK ünitesi kullanılmıştır, böylece toplam 1Mj enerji sisteme verilmektedir. Atış sırasında yüksek akımdan sistemin zarar görmemesi ve tekrarlanabilecek atış sayısını arttırabilmek için bu çalışmada sisteme 3kA akım sınırı eklenmiş ve tetikleme zamanları bulunmuştur. Akım sınırlandırılarak ve sınırlandırılmadan elde edilen tetikleme zamanları sisteme uygulanarak sonuçları paylaşılmış ve kıyaslamalar yapılmıştır. GA algoritması akım limiti olmadan en yüksek hız değerine ulaşırken, PSO algoritması akım limiti ile en yüksek hız değerine ulaşmıştır. Bu değerler sırasıyla GA ile akım sınırı olmadan 322,8 m/s ve PSO ile sınırlı olduğunda 219,258 m/s'dir.