عملكرد كنترل كننده تناسبي مشتقي غير خطي در رفتار ديناميكي يك رو تور با ياتاقان هاي مغناطيسي فعال

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده در ياتاقان‌هاي مغناطيسي، شافت را به‌جاي تماس مكانيكي با نيروي مغناطيسي به حالت تعليق در مي‌آورند. ياتاقان‌ مغناطيسي را مي‌‌توان به دو دسته، ياتاقان مغناطيسي غيرفعال كه از يك مغناطيس دائم استفاده شده و نياز به كنترلر ندارد و ياتاقان مغناطيسي فعال كه نيروي مغناطيس (ضريب فنريت و ميرايي) قابل كنترل مي‌باشد تقسيم بندي نمود. روتور به صورت يك شافت انعطاف‌پذير به صورت الاستيك از جنس فولاد و يك ديسك صلب در وسط مي‌‌باشد كه به آن روتور جِفكات گفته مي‌شود. در اين تحقيق، هدف بررسي تأثير پارامترهاي كنترل كننده تناسبي مشتقي غيرخطي در رفتار ديناميكي روتور با ياتاقان‌‌هاي مغناطيسي فعال است. تركيبي از هر دو كنترل كننده تناسبي مشتقي خطي و غيرخطي براي كنترل ديناميك سيستم پيشنهاد شده است. سيستم ياتاقان مغناطيسي فعال چهار قطبي به عنوان يك محرك فعال استفاده مي¬شود كه از طريق آن نيروهاي مغناطيسي قابل كنترل براي مهار سيستم مورد نظر اعمال مي¬شود. به منظور نگهداري مركز هندسي روتور در مبدا مختصات در مركز ياتاقان¬ها، جرياني مازاد بر جريان كنترلي ديناميكي سيستم، تحت عنوان جريان باياس i_0 در الكترومگنت¬ها براي نگهداري وزن روتور در راستايy توليد گرديد. نيروي مغناطيسي توليدي ،توسط قطب¬هاي مغناطيسي تابعي غيرخطي از جريان¬هاي عبوري از سيم¬پيچ¬ها و فاصله هوايي موجود در بين قطب¬ها و محور مي¬باشد. هم¬چنين رفتار غيرخطي سيستم در حضور نيروهاي ايجاد شده توسط ياتاقان¬هاي مغناطيسي فعال، با مدل شدن سيستم به صورت يك شافت انعطاف¬پذير كه نيروي گريز از مركز و نيروي وزن نيز در نظر گرفته معادلات ديفرانسيل غيرخطي حركت بررسي شد. معادلات ديفرانسيل غيرخطي حركت در جهت y و x با روش مقياس¬هاي چندگانه با استفاده از نرم¬افزار ميپل محاسبه شد. يافته¬ها در جهتy نشان داد كه در محدوده 0.1<k_p≤0.3 و 0.03<k_d3≤0.1 و 5<k_p3≤13 با افزايش k_d3 و k_d و كاهش k_p و k_p3 رفتار سيستم خطي تر است. نمودارهاي پرش با ضرايب كنترلي مختلف با استفاده از داده¬هاي حاصل از معادلات ترسيم شد و محدوده پرش معين شد. طراحي ياتاقان با k_d و k_d3 متغير مي¬تواند به كاهش ارتعاشات كمك كند.

222738

طراحي كاربردي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان