تحلیل جامع الکترومغناطیسی مغناطیسی،مدلسازی غیر خطی فضای حالت و طراحی سیستمهای کنترل پیشرفته در محرکهای سروو حرکتی دقیق

سرومکانیزم ها هسته حیاتی و تاکتیکی صنایع مدرن، از جمله ربات های جراحی، خطوط تولید نیمه هادی، لیتوگرافی نوری، ماشینکاری CNC پنج محوره و ناوبری هوافضا و موشک هستند. این رساله دکترا جامع ترین مرجع علمی کاربردی در زمینه مدل سازی الکترومغناطیسی، تحلیل پایداری غیرخطی و طراحی کنترل پیشرفته برای سیستم های سروو الکتریکی با عملکرد بالا است.

در این تحقیق، ابتدا مبانی ریاضی دقیق و معادلات فضای حالت برای سروو موتورهای مختلف، از جمله موتورهای جریان مستقیم (DC)، موتورهای سنکرون آهنربای دائم سطحی و برجسته (SPMSM / IPMSM)، موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) و موتورهای القایی، فرموله شده اند. سپس، یک تحلیل پارامتری و معیارسنجی عمیق در مورد برتری قاطع AC نسبت به سایر محرک ها، مانند سروو موتورها، ارائه شده است.

این رساله دکتری، جامع ترین مرجع علمی کاربردی در زمینه مدل سازی الکترومغناطیسی، تحلیل پایداری غیرخطی و طراحی کنترل پیشرفته برای سیستم های سروو الکتریکی با کارایی بالا است. در زمینه کنترل معماری های آبشاری چند حلقه ای، کنترل برداری میدان-محور، کنترل مد لغزشی (DTC) مبتنی بر تبدیل های چرخشی کلارک و پارک، کنترل گشتاور مستقیم غیرخطی (FOC) (SMC) با سطح لغزش انتگرالی و جبران پدیده ها، چترینگ و کنترل پیش بین مبتنی بر مدل PC فرموله شده اند. علاوه بر این، در بخش حسگری بدون حسگر و الگوریتم ها، ریزولورها و تخمین گرهای حالت مبتنی بر پروتکل مطلق Enat/Bis، عملکرد انکودرهای بدون حسگر مبتنی بر مشاهده گر مد لغزشی (SMO) و تزریق سیگنال فرکانس بالا (HFI) به صورت علمی ارزیابی شده است. در نهایت، چالش های دینامیکی پیچیده مانند گشتاور دندانه ای، اثرات اشباع مغناطیسی، نوسانات دما و مدل اصطکاک غیرخطی LuGre به همراه روش های جبران آنلاین مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند.

کلمات کلیدی: سیستم موتور PMSM، کنترل میدان-محور (FOC)، کنترل مد لغزشی (SMC)، مشاهده گر مد لغزشی (SMO)، تزریق سیگنال فرکانس بالا (HFI)، مدل اصطکاک LuGre، گشتاور دندانه
سیستم های سروو (Servomechanisms) هسته حیاتی و تکتیکی صنایع مدرن از جمله ساخت ربات های جراحی خطوط تولید نیمه هادی ها لیتوگرافی نوری ماشین کاری ۵ محوره CNC و ناوبری موشکی و هوافضایی را تشکیل میدهند. این رساله دکتری جامع ترین مرجع علمی کاربردی در زمینه مدلسازی الکترومغناطیسی، تحلیل پایداری غیر خطی و طراحی کنترلی پیشرفته برای سروو سیستم های برقی با کارایی بالا می باشد.
در این پژوهش ابتدا مبانی ریاضی دقیق و معادلات فضای حالت (State-Space) برای انواع سروو موتورها از جمله موتورهای جریان مستقیم (DC)، موتورهای سنکرون مغناطیس دائم سطح رو و برجسته (SPMSM / IPMSM) موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) و موتورهای القایی تدوین گردیده است. سپس تحلیل پارامتریک و بنچ مارک عمیق در خصوص ارجحیت قاطع AC سایر محرک ها نظیر استیر موتورها ارائه شده است.
در حوزه کنترل معماری های چند حلقه ای آبشاری Cascade Loops کنترل برداری میدان محور کنترل مد لغزشی (DTC) بر پایه تبدیلهای دوار کلارک و پارک کنترل مستقیم گشتاور (FOC) غیر خطی (SMC) با سطح لغزش انتگرالی و جبران سازی پدیده ،چترینگ و کنترل پیش بین مبتنی بر مدل PC) فرمول بندی شده اند. علاوه بر این در بخش سنجش و الگوریتم های بدون سنسور ریزولورها و تخمین گرهای حالت بر Enat/Bis پروتکل absolute عملکرد انکودرهای (Sensorless) پایه مشاهده گر مد لغزشی (SMO) و تزریق سیگنال فرکانس بالا (HFI) مورد ارزیابی علمی قرار گرفته اند. در نهایت چالش های دینامیکی پیچیده نظیر گشتاور دندانه ای (Cogging Torque)، اثرات ناشی از اشباع مغناطیسی نوسانات دما و مدل اصطکاک غیر خطی LuGre همراه با روشهای جبران سازی آنلاین تحلیل شده اند.
واژه های کلیسیروو سیستم موتور PMSM کنترل میدان محور (FOC)، کنترل مد لغزشی (SMC) مشاهده گر حالت مد لغزشی (SMO) تزریق سیگنال فرکانس بالا (HFI)، مدل اصطکاک LuGre، گشتاور دندانه ای
فهرست مطالب رساله
فصل اول: کلیات پژوهش و ضرورت سیستم های حرکتی رقیق
صفحه ۳
فصل روم: پیشینه تحقیق و سیر تحول فناوری سروو ررایوها
صفحه۵
فصل سوم: مدلسازی عمیق ریاضی و معارلات فضای حالت محرکها
صفحه٧
فصل چهارم: تحلیل بنچ مارک و مقایسه جامع سروو موتور با سایر محرکه ها
صفحه "١
فصل پنجم: استراتژیهای پیشرفته و غیرخطی کنترل سروو ررایوها
صفحه١۴
فصل ششم: فناوری حسگرهای موقعیت و الگوریتم های بدون حسگر (Sensorless)
صغحه ١۵
فصل هفتم: چالشهای غیرخطی رینامیکی و روش های جبرانسازی مدرن
صفحه١٧
فصل هشتم: نتیجه گیری رستاوررهای پژوهش و افق های آینده
صفحه١٩
مراجع و منابع علمی (References)
صفحه "۱
فصل اول: کلیات پژوهش و ضرورت سیستمهای حرکتی دقیق
۱۰۱. مقدمه
در حوزه مهندسی برق و کنترل محرک های برقی شریان حیاتی تمامی سیستم های اتوماسیون صنعتی را تشکیل می دهند. با پیشرفت روزافزون صنایع و نیاز به دقتهای در حد میکرون و نانومتر در تولید ابزارهای نیمه هادی، روباتهای جراحی و ماشین آلات مدرن CNC استفاده از موتورهای معمولی الکتریکی که تنها با سرعت نامی مشخص و بدون بازخورد کار میکنند امکان پذیر نیست. در این راستا، ** سیستم های سروو
به عنوان راهکاری جامع و دقیق مطرح میشوند ** Servomechanisms)
یک سروو سیستم مدرن مت متشکل از یک زنجیره بسته (Closed Loop) از سنسورها، پردازنده های پرسرعت اینورترهای قدرت و موتورهای برقی پیشرفته است. هدف اصلی این رساله شکافتن ابعاد تخصصی ریاضی مدلسازی کنترل و چالشهای عملیاتی سروو سیستم ها در سطح فوق پیشرفته دکتری
مهندسی برق می باشد.
۱۰۲. تعاریف پایه و معماری ساختاری سروو سیستم ها
اصطلاح سروو به سیستمی اطلاق میشود که قادر است متغیرهای مکانیکی از قبیل ** موقعیت زاویه ای
را با دقت ** STS) و گشتاور خروجی ** phas ) شتاب** **Somegas) سرعت زاویه ای ****(heta $) بسیار بالا و مطابق با یک سیگنال ورودی مرجع ((Srt) تعقیب کند.
اجزای اصلی تشکیل دهنده یک درایو سروو عبارتند از:
واحد کنترلی دیجیتال (Motion Controller) پردازنده های سخت افزاری بر پایه DSP (Digital Signal
که وظیفه اجرای الگوریتم های کنترلی پیچیده در (FPGA Field-Programmable Gate Array یا (Processor
نرخ نمونه برداری بالا بیش از ۱۰ کیلوهرتز را بر عهده دارند.
اینورتر قدرتی (wer Electronic Inverterی کننده های ولتاژ DC به AC سه فاز مبتنی بر سوئیچ های نیمه هادی پیشرفته مانند SIC MOSET یا IGBT با فرکانس کلیدزنی بالای ۲۰ کیلوهرتز
موتور الکترومکانیکی Actuator وتورهای سنکرون مغناطیس دائم (PMSM) یا موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC) که دارای چگالی گشتاور بالا و اینرسی روتور پایینی هستند.
سنسورهای بازخورد دقیق (Feedback Sensors) انکودرهای نوری یا مغناطیسی با تفکیک پذیری بالا تا ۲۴ بیت و سنسورهای جریان با پهنای باند عریض.
ی زکرم مدن زادرپ
(DSP / FPGA Controller)
شکل ۱۰۱ بلوک دیاگرام کامل سخت افزاری و سیگنالی یک درایو سروو حرکتی پیشرفته صنعتی
۱.۳. اهداف پژوهش
اهداف اصلی این رساله عبارتند از:
ارائه مدلسازی دقیق غیر خطی فضای حالت برای درایوهای مختلف الکتریکی.
تحلیل جامع و مقایسه ای درایوهای سروو با استپر موتورها و درایوهای القایی
پیاده سازی استراتژی های کنترلی پیشرفته نظیر FOC SMC و MPC برای حذف اثرات خطای ماندگار.
تحلیل الگوریتم های بدون سنسور (Sensorless) و تخمین گرهای حالت بر پایه مشاهده گر مد الغزشی (SMO).
ارائه روشهای جبران سازی برای پدیده های غیر خطی نظیر اصطکاک LuGre و گشتاور دندانه ای.
فصل دوم پیشینه تحقیق و سیر تحول فناوری سروو درایوها
۲۰۱ تاریخچه سیر تحول محرک ها
سیر تحول محرک های صنعتی را می توان به چهار دوره اصلی تقسیم بندی نمود. دوره نخست مربوط به موتورهای DC با جاروبک بود که در اوایل قرن بیستم تسلط کامل داشتند. با وجود سادگی کنترل گشتاور و سرعت در این موتورها وجود سیستم مکانیکی کموتاتور و جاروبک موجب استهلاک شدید، محدودیت فرکانس کاری ایجاد جرقه و نیاز به نگهداری مداوم میشد [1].
دوره دوم با توسعه نیمه هادی های قدرت در دهه ۱۹۷۰ میلادی و معرفی ** نظریه کنترل برداری (Field آغاز شد [2]. این نظریه تحولی بنیادی در کنترل موتورهای (Blacke توسط بلاتشکه ** Oriented Control جریان متناوب (AC) ایجاد کرد و امکان تفکیک کنترل شار و گشتاور را فراهم ساخت.
۲.۲. تحول مواد مغناطیسی و ساختارهای موتور
دوره سوم تحول با ساخت آهنرباهای دائم انرژی بالا نظیر **نئودیمیوم آهن بور (SNdFeBS) ** و **ساماریوم- بالت (5Smos) در دهه ۱۹۸۰ شکل گرفت [3] استفاده از این مواد در روتور موتورهای سنکرون منجر به پیدایش موتورهای PMSM گردید که چگالی گشتاور را به میزان چشگیر افزایش داده و اینرسی روتور را به حداقل ممکن رساندند.
2020s+
Sensorless و دن مشوه ی اه وی ارد
شکل ۲۰۱ روند تاریخی سیر تحول تکنولوژی محرکها و روشهای کنترلی سروو سیستم ها
۲۰۳ مرور پژوهشهای اخیر
در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای در زمینه ترکیب الگوریتم های هوش مصنوعی (AI)، شبکه های عصبی و کنترل پیش بین مبتنی بر مدل (MPC) بر روی درایوهای سروو انجام شده است [4]. این روشها توانسته اند زمان پاسخ دینامیکی سیستم را به زیر ۱ میلی ثانیه برسانند. همچنین استفاده از مشاهده گرهای حالت پیشرفته برای حذف انکودر مکانیکی سنسورلس) به یکی از داغ ترین حوزه های تحقیقاتی مهندسی
کنترل تبدیل شده است [5].
فصل سوم مدلسازی عمیق ریاضی و معادلات فضای حالت محرک ها
۳۰۱. مدلسازی ریاضی سروو موتور DC
معادلات دیفرانسیل حاکم بر بخش الکتریکی آرمیچر و بخش مکانیکی روتور موتور DC به صورت زیر فرمول بندی می شوند:
v_a(t) = R_a i_a(t) +L_a rac{di_a(t)}{dt} + e_b(t) ag{r.\}
e_b(t) = K_e \omega_m(t) ag{.A} T_e(t) = K_ti_a(t) ag{Y."}
J_m rac{d \omega_m(t)}{dt} + B_m \omega_m(t) = T_e(t) - T_L(t) ag{™.F}
با انتخاب متغیرهای حالت به صورت i_as = 1 جریان آرمیچر omega_m = 2 سرعت زاویه ای) و heam 3 موقعیت زاویه ای نمایش فضای حالت خطی ماتریسی عبارت است از
egin{bmatrix} \dot{i}_a \ \dot{\omega}_m\ \dot{ heta}_m\end{bmatrix} = egin{bmatrix} - rac{R_a}{L_a} & - rac{K_e}{L_a} & 0 \ rac{K_t}{J_m} & - rac{B_m}{J_m} &0\0&1&0
\end{bmatrix} egin{bmatrix} i_a \ \omega_m\heta_m \end{bmatrix} + egin{bmatrix} rac{1}{L_a} \
0\ 0 \end{bmatrix} v_a + egin{bmatrix} 0\- rac{1}{J_m} \ 0 \end{bmatrix} T_L ag{r.Q}
۳۰۲ مدلسازی غیرخطی سروو موتور سنکرون مغناطیس دائم (PMS)
موتورهای PMSM دارای رفتاری غیر خطی و کوپل شده هستند. معادلات ولتاژ در دستگاه سه فاز طبیعی به دلیل وابستگی اندوکتانس ها به زاویه روتور پیچیده است. بنابراین با استفاده از تبدیل های کلارک (Sabcs) و پارک معادلات منتقل شده به دستگاه مرجع دوار - حاصل میشوند:
v_d=R_si_d+L_d_rac{di_d}{dt} - \omega_eL_qi_qag{.9}
v_q=R_si_q+L_q rac{di_q}{dt} + \omega_e(L_di_d+ \lambda_f) ag{P.V}
در این معادلات \Somega_e = Pomega_m سرعت الکتریکی روتور (SPS تعداد جفت قطب ها)، $_SL و پیوند شار آهنربای دائم است. رابطه گشتاور Sambda_fs و ، و d اندوکتانسهای محورهای SL_S الکترومغناطیسی تولیدی کلی برابر است با:
T_e = rac{3}{2} P\left[ \lambda_fi_q+ (L_d-L_q)i_di_q ight] ag{^.A}
برای موتورهای PMSM سطح رو (Surface Mounted PMSM - SPMSM)، عدم برجستگی قطب ها باعث
می شود 55_SL_d = L_q = L گردد. در نتیجه ترم گشتاور مقاومت مغناطیسی (Reluctance Torque) صفر شده و رابطه گشتاور به حالت خطی ساده تبدیل می شود
T_e = rac{3}{2} P\lambda_f i_q=K_Ti_q ag{^.9}
.. فضای حالت کامل غیرخطی PMSM
نمایش فضای حالت غیر خطی سروو موتور PMSM با متغیرهای حالت x = [i_d \quad i_q quads به صورت زیر شکل می گیرد omega_m quad heta_m]ATS\
egin{bmatrix} \dot{i}_d\\dot{i}_q \\dot{\omega}_m\\dot{ heta}_m\end{bmatrix} = egin{bmatrix}
- rac{R_s}{L_d} i_d + P\omega_m rac{L_q}{L_d} i_q\- rac{R_s}{L_q}i_q- P\omega_m rac{L_d}{L_q}i_d- rac{P\lambda_f}{L_q} \omega_m \ rac{3 P \lambda_f}{2J_m} i_q + rac{3 P
(L_d-L_q)}{2 J_m} i_di_q- rac{B_m}{J_m} \omega_m\\omega_m \end{bmatrix} + egin{bmatrix} rac{1}{L_d} &0\0& rac{1}{L_q} \ 0 & 0\ 0 & 0 \end{bmatrix} egin{bmatrix} v_d\v_q\end{bmatrix} + egin{bmatrix} 0\0\- rac{1}{J_m} \0 \end{bmatrix} T_Lag{^.).}
فصل چهارم: تحلیل بنچ مارک و مقایسه جامع سروو موتور با
سایر محرکه ها
۴۰۱ تحلیل مقایسه ای سروو موتور در برابر استپر موتور و موتور القایی
در مهندسی کنترل و حرکتی انتخاب نوع محرک بر اساس نیازمندیهای دینامیکی پروژه انجام می شود.
سیستمهای سروو به دلیل داشتن حلقه باز خورد بسته کامل راندمان فوق العاده و پاسخ دینامیکی سریع، برتری قاطعی بر سایر سیستم ها دارند.
جدول ۴.۱ بنچ مارک تخصصی و پارامتریک درایوهای مختلف الکتریکی صنعتی
ارامتر فغیا ساعع
سروو سیستم )8(
PMSM)
اسقپر موتور (Hybrid
Stepper)
موتور القایی
(Induction Motor)
حلقه کفقرلی (Control
Loop)
حلقه بسته کامل )موقعیت( سرعت جربان
(Open-Loop) حلقه باز
عمدتا حلقه باز 2/( یا حلقه بسته ساره
فسبت گشقاور به اینرسی (/7(
فوقالعاره بالا) 0541
rad/s}٨2$)
متوسط
پایین )اینرسی( با لای روتور
خطر مفقودی گام (Stall/
Step Loss)
صفر)جبران لحظه ای توسط ررایو
بالا رر شتاب ها و بارهای ناگهانی
عدم وجور مفهوم گام
پاسخ دیغامیکی به پله
سرعت
کمتر از۵ میلی ثانیه
2 تا. ۵. میلی ثانیه همرا0 با نوسان
بیش از۱ میلی ثانیه
رافدمان قرمودینامیکی($
\eta$)
z٩۶ L٩rz
.۴ تا.../ )تلفات!
رائمی
۷۵ت۵.
پهغای بافد کفقرلی
(Bandwidth)
بیش از هرتز
کمتر از۵۱ هرتز
کمتراز هرتز
پروفایل گشقاور در سرعت بالا
حفظ گشتاور نامی تا سریت بیشینه
افت شدید گشتاور با افزایش سرعت
تابع منحنی گشتاور-لغزش
شکل ۴.۱ مقایسه منحنی گشتاور سرعت سروو موتور PMSM در برابر استپر موتور
فصل پنجم استراتژیهای پیشرفته و غیرخطی کنترل سروو
درایوها
۵۰۱ کنترل برداری میدان محور (FOC)
استراتژی FOC بر پایه غیر کوپل سازی (Decoupling) جریان های مستقیم و متقاطع استوار است. با تنظیم
تمامی توان اینورتر صرف تولید گشتاور مفید شده و تلفات ژول به SPMSM در موتورهای $0 = *Si_d حداقل می رسد.
شکل ۵.۱ ساختار کامل کنترل آبشاری سه حلقه ای در درایو سروو پیشرفته مبتنی بر FOC
۵۰۲ کنترل مد لغزشی غیر خطی (Sliding Mode Control - SMC)
برای مواجهه با عدم قطعیت های پارامتری و اغتشاشات گشتاور بار (ST_Lt از روش مقاوم کنترل مد
لغزشی استفاده میشود. سطح لغزش انتگرالی (Sst به صورت زیر تعریف می شود:
s(t) = e_\omega(t) + c \int_0^t e_\omega( au) d au ag{0.1}
که Se_omegat) = \omega_{ref} - \omega_ms خطای تعقیب سرعت است. با انتخاب تابع لیا پانوف مثبت
معین 28 {2} {rac1 = ، مشتق زمانی آن به صورت زیر تنظیم میشود تا شرط پایداری میلپانو برقرار گردد
\dot{V} = s \dot{s} = s \left( \dot{\omega}_{ref} - rac{3P\lambda_f}{2J_m}i_q+ rac{B_m}{J_m} \omega_m+ rac{T_L}{J_m} + ce_\omega ight) \le -\eta |s| ag{0.}
قانون کنترل جریان مرجع محور (Si_S) و حاصل می شود
i_q^* = rac{2 J_m}{3 P\lambda_f} \left[ \dot{\omega}_{ref} + rac{B_m}{J_m} \omega_m + c e_\omega + K_{smc} ext{sat}\left( rac{s}{\Phi} ight) ight] ag{0.}
فصل ششم: فناوری حسگرهای موقعیت و الگوریتم های بدون
حسگر (Sensorless)
۶۰۱. حسگرهای بازخورد موقعیت صنعتی
جدول ۶۰۱ مقایسه تخصصی سنسورهای بازخورد موقعیت و پروتکل های ارتباطی
فوع سنسور/ فماوری
کاسسم سحس
پروقکل
ارقماطی
رفت/ قهکمکمدیری
استحکام محیطی
انکودر فوری
Optical) مطلق Absolute)
ریسک شیشهای کدگذاری شده/ الگوی نوری
EnDat 2.2 / BiSS-
/1
فوقالعاره بالا )تا(
٣۶ بیت
حساس به ضربه، لرزش و آلورگی
انکودر
مغغاطیسی
(Magnetic Encoder)
سنسورهای اثر هال
AMR/GMR
CANopen / SPI/
BiSS
متوسط ۱۲ تا ۱
بیت
مقاوم رر برابر گرر و غبار حساس به میدان مغناطیسی
(Resolver) رپزولور
ترانسفورماتور چرخان ا لکترومغناطیسی
خروجی آنا لوگ سینوسی/ کسینوسی
بسته به۱۲) RDC تا ۱ بیت
فوقالعاره مقاوم )رما،( رطوبت ولرزش شدیر
۶۰۲ تخمینگر سنسورلس بر پایه مشاهده گر مد لغزشی (SMO)
در برنامه هایی که استفاده از سنسورهای مکانیکی به دلیل محدودیت های محیطی ممکن نیست، از مشاهده گر حالت استفاده میشود. معادلات مشاهده گر جریان استاتور در دستگاه Slpha eta عبارتند از:
rac{d\hat{i}_ lpha}{dt} =- rac{R_s}{L_s} \hat{i}_ lpha + rac{1}{L_s} v_ lpha - rac{1}{L_s}
z_ lpha ag{F.1}
rac{d\hat{i}_ eta}{dt} = - rac{R_s}{L_s} \hat{i}_ eta + rac{1}{L_s} v_ eta - rac{1}{L_s} z_ eta
ag{.Y}
که سیگنال های ناپیوسته سوئیچینگ phas _ و zetas به صورت زیر استخراج می شوند:
z_ lpha = k ext{sat}(\hat{i}_ lpha - i_ Ipha), \quad z_ eta = k ext{sat}(\hat{i}_ eta - i_ eta) ag{F."}
موقعیت تخمینی روتور از طریق رابطه قوس تانژانت حاصل می گردد:
\hat{ heta}_e = - an^{-1}\left( rac{z_ lpha}{z_ eta} ight) ag{.F}
فصل هفتم: چالش های غیرخطی دینامیکی و روش های
جبران سازی مدرن
۷۰۱ گشتاور دندانه ای (Cogging Torque)
گشتاور دندانه ای ناشی از برهم کنش مغناطیسی بین آهنرباهای دائم روتور و شیارهای استاتور بدون حضور جریان الکتریکی است. این گشتاور باعث ایجاد نوسانات گشتاور (Torque Ripple) در سرعت های پایین میشود. رابطه سری فوریه آن به صورت زیر است:
T_{cog}(heta_m) = \sum_{n=1}^{\infty} T_n \sin(n N_{cogs} heta_m + \phi_n) ag{V.1}
جبران سازی این اثر با تزریق سیگنال جبران ساز به ورودی $_i* انجام می گیرد.
.۷ مدلسازی اصطکاک غیر خطی Lure
در سیستم های موقعیت دهی فوق دقیق نظیر لیتوگرافی اصطکاک دینامیکی باعث ایجاد پدیده Stiction و خطای حالت ماندگار میشود. مدل LuGre به به صورت زیر فرمول بندی می شود
rac{dz}{dt} = v - rac{]v[}{g(v)} \sigma_0 z ag{V.Y}
g(v) = F_c+ (F_s-F_c) e^{-(v/v_s)^2} ag{V.}
F_{friction} = \sigma_0 z + \sigma_1 rac{dz}{dt} + \sigma_2 v ag{V.F}
شکل ۷۰۱ منحنی رفتار غیر خطی اصطکاک با اثر Stribeck در سرعتهای بسیار پایین
فصل هشتم نتیجه گیری و افق های آینده
۸۰۱. دستاوردهای پژوهش
در این رساله جامع سروو سیستم های برقی از جنبه های مختلف الکترومغناطیسی مدلسازی غیر خطی، طراحی کنترل کننده های پیشرفته و جبران سازی خطاهای دینامیکی مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج این پژوهش ثابت کرد که استفاده از ترکیب FOC و SMC بر پایه مشاهده گرهای حالت سنسورلس دقیق ترین و مقاومترین پاسخ را در سیستم های حرکتی صنعتی فراهم می سازد.
۸.۲ پیشنهادها برای پژوهشهای آتی
پیاده سازی الگوریتم های یادگیری عمیق (Deep Reinforcement Learning) بر روی FPGA جهت تنظیم آنلاین ضرایب کنترلی.
استفاده از شبکه ارتباطی صنعتی EtherCAT G با فرکانس فوق بالای نمونه برداری
تحلیل درایوهای چند محوره همزمان Multi-Axis Synchronous Drives در روبات های موازی