طراحی، ساخت، کنترل و پیاده سازی سیستم غیرخطی ناپایدار مکعب یک درجه آزادی با عملگر چرخ عکس العملی
- سال انتشار: 1400
- محل انتشار: مهندسی مکانیک مدرس، دوره: 21، شماره: 9
- کد COI اختصاصی: JR_MME-21-9_005
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 124
نویسندگان
K. N. Toosi University of Technology
K. N. Toosi University of Technology
چکیده
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 ۲۰-، بهره انتگرالی ۳۰- و بهره مشتقی ۳- در پاسخهای تئوری سیستم دارای ۱ درجه فراجهش و در پاسخ تجربی ۷ درجه فراجهش است. خطای ماندگار سیستم برای هر دو حالت تجربی و تئوری صفر است. زمان برخاست شبیهسازی تئوری ۱۰ گام زمانی، که هر گام زمانی برابر با ۰.۰۰۱ ثانیه، و پاسخ تجربی سیستم ۱۰ گام زمانی است. زمان نشست شبیهسازی نیز ۱۸۰ گام زمانی و پاسخ تجربی ۱۰۰ 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 ۴ درجهای پایدار شدهاست. با تغییر زاویه صفحه زیرین فراجهش پاسخ ۳ 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.کلیدواژه ها
PID controller, reaction wheel, one DOF cube, control implementation, کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی, چرخ عکس العملی, مکعب یک درجه آزادی, پیاده سازی کنترلاطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.