شکل 3-5- بلوک دیاگرام کنترل موقعیت بار سیستمهای حاوی بکلش به روش پسگام………………………………….. 48
شکل 4-1- شماتیک کلی یک سیستم دوجرمه بدون بکلش 50
شکل 4-2- شماتیک کلی یک سیستم دوجرمه حاوی بکلش 51
شکل 4-3- سرعت موتور سیستم حلقه باز بدون بکلش به ازای ورودی پله………………………………………. 52
شکل 4-4- سرعت بار سیستم حلقه باز بدون بکلش به ازای ورودی پله………………………………………. 52
شکل 4-5- زاویه موتور، بار و زاویه اختلاف سیستم حلقه باز بدون بکلش به ازای ورودی پله……………………….. 53
عنوان صفحه
شکل 4-6- زاویه بکلش، زاویه شفت و زاویه اختلاف برای سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله………………. 54
شکل 4-7- زاوایای بکلش و اختلاف برای سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله………………………….. 55
شکل 4-8- زاویه موتور سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله………………………………………. 55
شکل 4-9- زاویه بار سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله………………………………………. 56
شکل 4-10- سرعت زاویهای موتور سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله………………………………. 56
شکل 4-11- سرعت زاویهای بار سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله……………………………………. 56
شکل 4-12- زاویه شفت سیستم حاوی بکلش به ازای ضریب های کشسانی متفاوت شفت……………………………… 57
شکل 4-13- زاویه اختلاف سیستم حاوی بکلش به ازای ضریب های کشسانی متفاوت شفت……………………………… 58
شکل 4-14- زاویه شفت سیستم حاوی بکلش به ازای ضریب های میرایی متفاوت شفت……………………………… 58
شکل 4-15- زاویه اختلاف سیستم حاوی بکلش به ازای ضریب های میرایی متفاوت شفت……………………………… 59
شکل 4-16- زاویه موتور به ازای اندازه بکلش های متفاوت 60
شکل 4-17- زاویه بار به ازای اندازه بکلش های متفاوت 60
شکل 4-18- سرعت زاویهای موتور به ازای اندازه بکلش های متفاوت 61
شکل 4-19- سرعت زاویهای بار به ازای اندازه بکلش های متفاوت 61
شکل 4-20- زاویه اختلاف، به ازای اندازه بکلش های متفاوت 62
شکل 4-21- کنترل زاویه بار سیستم بدون بکلش با بهره گرفتن از کنترلکننده پیشفاز……………………….. 63
شکل 4-22- کنترل زاویه بار سیستم حاوی بکلش با بهره گرفتن از کنترلکننده پیشفاز……………………….. 64
شکل 4-23- کنترل زاویه بار سیستم بدون بکلش با بهره گرفتن از کنترلکننده PID…………………………… 65
شکل 4-24- کنترل زاویه بار سیستم حاوی بکلش با بهره گرفتن از کنترلکننده به ازای بکلش 0.03 رادیان……. 66
شکل 4-25- زاویه بکلش سیستم حاوی بکلش با بهره گرفتن از کنترلکننده به ازای بکلش 0.03 رادیان…………………. 67
شکل 4-26- کنترل زاویه بار سیستم با بکلش 0.03 رادیان، به ازای …………………………………….. 68
عنوان صفحه
شکل 4-27- زاویه بکلش سیستم حاوی بکلش، به ازای 68
شکل 4-28- گشتاور واقعی شفت و گشتاور تخمین زده شده توسط بلوک اول شناسایی………………………………… 70
شکل 4-29- سیگنال تخمین زده شدهی زاویه پیچشی شفت در مقایسه با مقدار واقعی آن………………………….. 72
شکل 4-30- سیگنال تخمین زده شدهی سرعت زاویهای پیچشی شفت در مقایسه با مقدار واقعی آن……………………….. 72
شکل 4-31- کنترل وفقی غیرمستقیم سیستم حاوی بکلش در مقایسه با سیستم با پارامترهای معلوم……………………… 73
شکل 4-32- کنترل وفقی مستقیم سیستم حاوی بکلش با بکلش 0.03 رادیان (1.72 درجه)…………………………….. 75
شکل 4-33- زاویه بار سیستم، زاویه بکلش و خروجی مدل مرجع در کنترل وفقی مستقیم…………………………….. 76
شکل 4-34- اغتشاش سینوسی وارده به سمت بار در طول مدت زمان کنترل وفقی مستقیم…………………………….. 76
شکل 4-35- کنترل وفقی مستقیم سیستم حاوی بکلش با بکلش 0.5 درجه و در حضور اغتشاش سینوسی……………………. 77
شکل 4-36- اغتشاش سینوسی کلی وارده به سمت بار در طول مدت زمان کنترل وفقی مستقیم……………………….. 78
شکل 4-37- کنترل پسگام سیستم حاوی بکلش با ماکزیمم بکلش 0.3 رادیان………………………………………. 79
شکل 4-38- حالت گذرای متغیرهای ….. 79
شکل 4-39- حالت گذرای متغیر …………….. 80
شکل 4-40- اغتشاش سینوسی وارده به سمت بار در طول مدت زمان کنترل پسگام………………………………….. 81
شکل 4-41- کنترل پسگام سیستم حاوی بکلش با ماکزیمم بکلش 0.5 درجه………………………………………. 81
فصل اول
1- مقدمه
1-1- بیان مسئله
بکلش[2] به نوعی لقی بین قطعات متحرک مکانیکی گفته میشود که تقریباً در تمامی سیستمهای مکانیکی موجود است. از جمله این سیستمها میتوان به چرخدندهها، جعبهدندهها، قسمتهای متحرک و تا شوندهی رباتها اشاره کرد. در حالت کلی میتوان گفت در هر سیستمی که قسمت رانش[3] یا موتور بطور مستقیم به قسمت رانده شده[4] یا بار[5] متصل نباشد بکلش وجود خواهد داشت [1].
از آنجا که از طرفی پدیده بکلش در بسیاری از قطعات متحرک و ابزار مکانیکی موجود میباشد و از طرف دیگر کنترل این قطعات و ابزار حاوی بکلش از اهمیت زیادی برخوردار است، در نتیجه این موضوع حجم وسیعی از تحقیقات علمی را به خود اختصاص داده است؛ بطوری که از دهه 40 میلادی تحقیق و بررسی این پدیده غیرخطی عملاً بصورت جدی مورد توجه قرار گرفته و بسیاری از محققان بدلیل اهمیت کنترل این پدیده، کنترل بهینه قطعات و ابزار حاوی بکلش را بررسی کردهاند
این مطلب را هم بخوانید :
بیوگرافی رکسانا ورزا؛ از موفق ترین و ثروتمندترین ایرانیان حوزه فناوری
.
بدیهی است که کنترل دقیق بار در سیستمهایی که در آن پدیده بکلش وجود دارد، یک امر پیچیده میباشد. در کنترل سیستمهای حاوی بکلش، لحظاتی وجود دارند که فاصله بکلش[6] باز میباشد و تماس بین موتور و بار عملاً از بین میرود. این امر در دو حالت ممکن است اتفاق بیفتد: 1- زمانی که اغتشاش بر روی بار وجود دارد 2- زمانی که موتور یک چرخش تصحیحکننده در جهت خلاف حرکت بار برای کنترل آن انجام میدهد. زمانی که فاصله بکلش باز میباشد حرکت بار خودمختار[7] بوده و نیروی تولیدی توسط موتور فقط موتور را میچرخاند و هیچ تأثیری روی بار نخواهد داشت. در برداشت اول این چنین به نظر میرسد که در لحظاتی که فاصله بکلش باز میباشد، بار کنترلناپذیر میباشد ولی با بهره گرفتن از تکنیکهای کنترلی ارائه شده میتوان بار را بطور مناسبی کنترل کرد.
1-2- پیشینه تحقیق
کنترل سیستمهای بدون بکلش و سیستمهای حاوی بکلشِ درایو موتوری یا گردشی دوجرمه، موضوعی است که تقریباً از نیمه اول قرن بیستم تاکنون به آن پرداخته شده است. کنترلکنندههای P، PI و PID، کنترلکنندههای با درجه بالا[8]، کنترلکنندههای مبتنی بر متغیرهای حالت[9] و کنترلکنندههای مبتنی بر تخمینگرها[10] از جمله کنترلکنندههای خطی موجود برای کنترل این سیستمها میباشند. استفاده از
