Analysis and Control of A Non - Ideal Magnetic Levitation System Connected to an Energy Harvester : A Thesis Submitted to the Graduate School of Basic and Applied Science : Egypt-Japan University of Science and Technology (E-JUST) : In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in Applied and Computational Mathematics /
Francis , Abraham Chineye
Analysis and Control of A Non - Ideal Magnetic Levitation System Connected to an Energy Harvester : A Thesis Submitted to the Graduate School of Basic and Applied Science : Egypt-Japan University of Science and Technology (E-JUST) : In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in Applied and Computational Mathematics / التحليل و التحكم في نظام رفع مغناطيسي غير مثالي مرتبط بحاصد للطاقة : رسالة علمية مقدمة إلى المدرسة التخصصية للدراسات العليا : معهد العلوم الأساسية و التطبيقية : الجامعة المصرية اليابانية للعلوم والتكنولوجيا كاستيفاء جزئي لمتطلبات الحصول على درجة ماجستير العلوم في الرياضيات التطبيقية و الحسابية / إعداد ابراهام فرانسیس ; لجنة الإشراف على الرسالة أ.د / وحيد زهرة - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا , أ.د/ أحمد السعيد - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا , أ.م.د/ علي قنديل - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا ; لجنة المناقشة و الحكم على الرسالة أ.د/ إبراهيم حسن القلا - قسم الرياضيات و الفيزياء الهندسية كلية الهندسة - جامعة المنصورة , أ.د/ محمد سيد عبدالقادر - قسم الفيزيقا و الرياضيات الهندسية كلية الهندسة الإلكترونية - جامعة المنوفية , أ.د / وحيد زهرة - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا , أ.د/ أحمد السعيد - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا
By Abraham Chineye Francis ; Supervision Committee Prof. Waheed Zahra - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt , Prof. Ahmed Elsaid - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt , Dr. Ali Kandil - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt ; Examination Committee Prof. Ibrahim Hassan El Kalla - Mathematics and Engineering Physics Department - Faculty of Engineering - Mansoura University , Prof. Mohamed Sayed Mohamed Abdel Kader - Department of Physics and Engineering Mathematics - Faculty of Electronic Engineering -Menoufia University , Prof. Waheed Zahra - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt , Prof. Ahmed Elsaid - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt - Alexandria : Abraham Chineye Francis 2024 - leaves ; 30 cm
Includes a title page in Arabic
Thesis (M.Sc.)
This thesis investigates the dynamics and control of a non - ideal magnetic levitation (MAGLEV) system with a focus on its energy harvesting potential The system comprises of a center body suspended by magnetic forces , with an electrodynamic shaker that base excites the MAGLEV system The research studies the nonlinear behavior of the MAGLEV system through a combination of analytical and numerical methods Methods such as the fourth order Runge-Kutta numerical technique and the method of multiple scales perturbation are used to analyze the system's time response , stability , and energy harvesting performance This study investigates the system's behavior using phase plane , Poincare map , bifurcation plots , and parametric variations A novel approach of this thesis is the consideration of the weight of the center block , which introduces new dynamics to the system The corresponding results demonstrate how varying system parameters , such as excitation frequency and electrical input voltage , directly impact energy harvesting performance In conclusion , the thesis offers recommendations for optimizing MAGLEV energy harvesting systems and presents potential directions for future research Overall , the findings contribute to the current advancement in energy harvesting technology تبحث هذه الأطروحة في ديناميكيات نظام الرفع المغناطيسي غير المثالي و التحكم فيه مع التركيز على إمكانية حصاد الطاقة يتكون النظام من جسم مركزي معلق بواسطة قوى مغناطيسية ، مع مولد إهتزاز كهروديناميكي يقوم بإثارة نظام الرفع المغناطيسي هذا العمل البحثي يدرس السلوك غير الخطي لنظام الرفع المغناطيسي من خلال مزيج من الأساليب التحليلية و العددية يتم استخدام طرق مختلفة مثل طريقة رونج - كوتا العددية من الرتبة الرابعة ، و طريقة اضطراب التدريجات المتعددة لتحليل استجابة النظام للزمن و استقراره و أدائه في حصاد الطاقة تبحث أيضا هذه الدراسة في سلوك النظام المدروس باستخدام مستوى الطور و خريطة بوانكاریه و رسومات التشعب و التغيرات البارامترية الفكرة الجديدة في هذا البحث هي أخذ وزن الكتلة المركزية في الحسبان ، و التي تكشف عن ديناميكيات جديدة للنظام. هذا و توضح النتائج المناظرة كيف تؤثر بارامترات النظام المختلفة مثل تردد و قيمة جهد الدخل الكهربي بشكل مباشر على أداء حصاد الطاقة في الختام ، تقدم الأطروحة توصيات لتحسين نظم حصاد الطاقة المرتبطة بالرفع المغناطيسي ، و تعرض توجهات محتملة للبحث المستقبلي بشكل عام ، تسهم نتائج هذا العمل البحثي في التطوير القائم لتقنية حصاد الطاقة
Analysis and Control of A Non - Ideal Magnetic Levitation System Connected to an Energy Harvester : A Thesis Submitted to the Graduate School of Basic and Applied Science : Egypt-Japan University of Science and Technology (E-JUST) : In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in Applied and Computational Mathematics / التحليل و التحكم في نظام رفع مغناطيسي غير مثالي مرتبط بحاصد للطاقة : رسالة علمية مقدمة إلى المدرسة التخصصية للدراسات العليا : معهد العلوم الأساسية و التطبيقية : الجامعة المصرية اليابانية للعلوم والتكنولوجيا كاستيفاء جزئي لمتطلبات الحصول على درجة ماجستير العلوم في الرياضيات التطبيقية و الحسابية / إعداد ابراهام فرانسیس ; لجنة الإشراف على الرسالة أ.د / وحيد زهرة - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا , أ.د/ أحمد السعيد - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا , أ.م.د/ علي قنديل - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا ; لجنة المناقشة و الحكم على الرسالة أ.د/ إبراهيم حسن القلا - قسم الرياضيات و الفيزياء الهندسية كلية الهندسة - جامعة المنصورة , أ.د/ محمد سيد عبدالقادر - قسم الفيزيقا و الرياضيات الهندسية كلية الهندسة الإلكترونية - جامعة المنوفية , أ.د / وحيد زهرة - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا , أ.د/ أحمد السعيد - قسم الرياضيات التطبيقية و الحسابية - معهد العلوم الأساسية و التطبيقية - الجامعة المصرية اليابانية للعلوم و التكنولوجيا
By Abraham Chineye Francis ; Supervision Committee Prof. Waheed Zahra - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt , Prof. Ahmed Elsaid - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt , Dr. Ali Kandil - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt ; Examination Committee Prof. Ibrahim Hassan El Kalla - Mathematics and Engineering Physics Department - Faculty of Engineering - Mansoura University , Prof. Mohamed Sayed Mohamed Abdel Kader - Department of Physics and Engineering Mathematics - Faculty of Electronic Engineering -Menoufia University , Prof. Waheed Zahra - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt , Prof. Ahmed Elsaid - Applied and Computational Mathematics Program - Institute of Basic and Applied Sciences - E-JUST - Egypt - Alexandria : Abraham Chineye Francis 2024 - leaves ; 30 cm
Includes a title page in Arabic
Thesis (M.Sc.)
This thesis investigates the dynamics and control of a non - ideal magnetic levitation (MAGLEV) system with a focus on its energy harvesting potential The system comprises of a center body suspended by magnetic forces , with an electrodynamic shaker that base excites the MAGLEV system The research studies the nonlinear behavior of the MAGLEV system through a combination of analytical and numerical methods Methods such as the fourth order Runge-Kutta numerical technique and the method of multiple scales perturbation are used to analyze the system's time response , stability , and energy harvesting performance This study investigates the system's behavior using phase plane , Poincare map , bifurcation plots , and parametric variations A novel approach of this thesis is the consideration of the weight of the center block , which introduces new dynamics to the system The corresponding results demonstrate how varying system parameters , such as excitation frequency and electrical input voltage , directly impact energy harvesting performance In conclusion , the thesis offers recommendations for optimizing MAGLEV energy harvesting systems and presents potential directions for future research Overall , the findings contribute to the current advancement in energy harvesting technology تبحث هذه الأطروحة في ديناميكيات نظام الرفع المغناطيسي غير المثالي و التحكم فيه مع التركيز على إمكانية حصاد الطاقة يتكون النظام من جسم مركزي معلق بواسطة قوى مغناطيسية ، مع مولد إهتزاز كهروديناميكي يقوم بإثارة نظام الرفع المغناطيسي هذا العمل البحثي يدرس السلوك غير الخطي لنظام الرفع المغناطيسي من خلال مزيج من الأساليب التحليلية و العددية يتم استخدام طرق مختلفة مثل طريقة رونج - كوتا العددية من الرتبة الرابعة ، و طريقة اضطراب التدريجات المتعددة لتحليل استجابة النظام للزمن و استقراره و أدائه في حصاد الطاقة تبحث أيضا هذه الدراسة في سلوك النظام المدروس باستخدام مستوى الطور و خريطة بوانكاریه و رسومات التشعب و التغيرات البارامترية الفكرة الجديدة في هذا البحث هي أخذ وزن الكتلة المركزية في الحسبان ، و التي تكشف عن ديناميكيات جديدة للنظام. هذا و توضح النتائج المناظرة كيف تؤثر بارامترات النظام المختلفة مثل تردد و قيمة جهد الدخل الكهربي بشكل مباشر على أداء حصاد الطاقة في الختام ، تقدم الأطروحة توصيات لتحسين نظم حصاد الطاقة المرتبطة بالرفع المغناطيسي ، و تعرض توجهات محتملة للبحث المستقبلي بشكل عام ، تسهم نتائج هذا العمل البحثي في التطوير القائم لتقنية حصاد الطاقة