کنترل گشتاور یک عملگر ترکیبی با حضور نامعینی های پارامتری و قیود فیزیکی
آقای مهندسرسول فشارکی فرد
https://www.magiran.com/paper/1644425
کنترل گشتاور یک عملگر ترکیبی با حضور نامعینی های پارامتری و قیود فیزیکی
نویسنده:
وحید آبرومند ، رسول فشارکی فرد ، علی کمالی ایگلی
چکیده:
در موتورهای الکترومغناطیسی، برای افزایش گشتاور قابل اعمال توسط موتور به خروجی، نیاز است از یک روتور با ممان اینرسی بیشتر استفاده شود. درحالیکه در اغلب کاربردهای رباتیکی، بخصوص واسط های هپتیکی، موتورهای الکترومغناطیسی در وضعیت دینامیکی بوده که نیروی اینرسی در آن تاثیر عمده ای دارد. در این مقاله یک روش کنترلی مقاوم برای نوعی عملگر ترکیبی ویسکوز پیشنهاد شده است که ویژگی بارز آن را می توان قدرت تامین گشتاور متغیر مطلوب با حفظ ممان اینرسی کم عنوان کرد. این عملگر ترکیبی شامل دو موتور جریان مستقیم می باشد که شفت های آنها با یک کوپلر ویسکوز غیر تماسی بطور دورانی به یکدیگر متصل شده-اند. این روش اتصال براساس جریان گردابی می باشد تا ویژگی های مورد نظر را تامین نماید. موتور دور وظیفه حذف و یا کاهش نیرو-های اینرسی و همچنین نیروهای دینامیکی وارد شده به عملگر را دارد. وظیفه موتور نزدیک تامین گشتاور مطلوب در خروجی می-باشد. از آنجایی که ذات این سیستم خطی می باشد، روش کنترلی مقاوم پیشنهاد شده بر مبنای Hꝏ بوده و در طراحی آن قیود فیزیکی مانند اشباع ولتاژ موتور ها، اشباع سرعت دمپر دورانی، بیشترین سرعت و شتاب وارد شده به عملگر از طرف کاربر و همچنین نویز سنسور نیرو در نظر گرفته شده اند. همچنین روش مقاوم μ-synthesis برای سیستم با حضور نامعینی های پارامتری و سایر قیود فیزیکی بررسی شده است. پیاده سازی کنترلر طراحی شده بر روی مدل یک واسط هپتیک یک درجه آزادی، دستیابی به ویژگی های مورد نظر را تائید می نماید.
کلیدواژگان:
عملگر ترکیبی ، واسطه هپتیکی ، کنترل گشتاور موتور جریان مستقیم ، کنترل مقاوم ، نامعینی پارامتری
زبان:
فارسی
انتشار در:
ماهنامه مهندسی مکانیک مدرس، سال شانزدهم شماره ۱۲ (اسفند ۱۳۹۵)
صفحات:
۲۲۷ -۲۳۸
Torque Control of a Hybrid Actuator in the Presence of Parametric Uncertainties and Physical Constraints
Author(s):
Vahid Aberoomand , Rasul Fesharakifard , Ali Kamal Eigoli
Abstract:
In electromagnetic motors, increase in output torque leads to increase in rotor inertia. Various robotics applications, especially haptic interfaces, oblige convenient dynamic performances of electromagnetic motors which are strongly in turn influenced by the rotors inertia. In the present paper, a robust control method for a viscous hybrid actuator is developed which supplies a desired varying torque while maintaining a constant low inertia. This hybrid actuator includes two dc motors with the shafts coupled through a rotational damper using a viscous non-contact coupler. This coupling method is based on Eddy current to provide the required performances. The large far motor eliminates or reduces the inertial forces and external dynamics effects on the actuator. The small near motor provides the desired output torque. Since the system is essentially linear, the applied robust control method is based on Hꝏ and parametric uncertainties and physical constraints including motors voltages saturation, rotary dampers speed saturation, fastest users speed and acceleration applied to the actuator and force sensor noise are considered in its design. Also the robust method of µ-synthesis for the system in presence of parameteric uncertainties and other physical constraints are studied. The implementation of the controller on a 1 dof haptic interface model validate the achievement of the desired performances.
Keywords:
Hybrid actuator , Haptic interface , DC motor torque control , Robust control , Parametric uncertainty
Language:
Persian
Published:
Modares Mechanical Engineering, Volume:16 Issue: 12, 2017
Pages:
227 - 238
ماهنامه مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
ماهنامه فنی مهندسی
ISSN: 1027-5940
این مجله تا پایان سال ۸۸ با عنوان مجله فنی مهندسی مدرس منتشر شده است.
صاحب امتیاز:
دانشگاه تربیت مدرس
مدیر مسئول:
دکتر غلامحسین لیاقت
سردبیر:
دکتر محمدجواد ناطق
