1- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ، novinzadeh@kntu.ac.ir
2- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده: (1784 مشاهده)
در این مقاله، به مدلسازی ریاضی، ساخت، کنترل و پیادهسازی سیستم دینامیکی مکعب یک درجه آزادی با عملگر چرخ عکسالعملی، پرداخته شدهاست. نوآوری این مقاله پیادهسازی کنترلکننده تناسبی- انتگرالی- مشتقی روی سیستم تجربی مکعب یک درجه آزادی با چرخ عکسالعملی است. ابتدا معادلات مربوط به سیستم بیان میشوند، سپس سیستم در حوزه زمان و فرکانس تحلیل میشود. پس از آن به طراحی کنترلکننده تناسبی- انتگرالی- مشتقی و پیادهسازی آن روی سیستم ساختهشده پرداخته خواهد شد. پاسخ سیستم در شش مرحله به ازای بهرههای کنترلی مختلف مقایسه میشود. بهرههای بهترین پاسخ یعنی بهره تناسبی 20-، بهره انتگرالی 30- و بهره مشتقی 3- در پاسخهای تئوری سیستم دارای 1 درجه فراجهش و در پاسخ تجربی 7 درجه فراجهش است. خطای ماندگار سیستم برای هر دو حالت تجربی و تئوری صفر است. زمان برخاست شبیهسازی تئوری 10 گام زمانی، که هر گام زمانی برابر با 0.001 ثانیه، و پاسخ تجربی سیستم 10 گام زمانی است. زمان نشست شبیهسازی نیز 180 گام زمانی و پاسخ تجربی 100 گام زمانی است. در مرحله بعد، پایداری کنترل طراحیشده با بهرههای انتخابی از مرحله پیشین از طریق وارد کردن اغتشاش مورد آزمایش قرار گرفتهاست و سیستم بعد از یک فراجهش 4 درجهای پایدار شدهاست. با تغییر زاویه صفحه زیرین فراجهش پاسخ 3 درجه خواهد بود ولی سیستم همچنان پایدار باقی میماند.نتایج کنترل نشان میدهد که سیستم ساختهشده به خوبی پایدار شده و پاسخهای زمانی مناسب به دست آمدهاست.
نوع مقاله:
پژوهشی اصیل |
موضوع مقاله:
مکاترونیک دریافت: 1399/11/25 | پذیرش: 1400/2/15 | انتشار: 1400/6/10