شناسایی پارامترهای موتور خطی الکترومغناطیسی به منظور تولید نیروی اینرسی با استفاده از میکروکنترلر ARM

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 6، دوره 34، شماره 2 - شماره پیاپی 28، مرداد 1401، صفحه 87-98   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2022.74559.1084

نویسندگان

مهران مظفری جوین¹؛ سید علیرضا داودی ناوخ²؛ بهنام معتکف ایمانی^{* 2}

¹گروه مکانیک،دانشکده مهندسی،دانشگاه فردوسی مشهد،مشهد، ایران.

²گروه مکانیک،دانشکده مهندسی،دانشگاه فردوسی مشهد،مشهد،ایران.

چکیده

یکی از زمینه­های پژوهشی مهمی که امروزه ضرورت آن بیش از پیش در صنایع مختلف حس می­شود، فرایند کنترل نیروی عملگرها به‌صورت بلادرنگ است که برای تحقق بخشیدن به این مهم و دستیابی به بهترین عملکرد عملگر نیاز است ابتدا پارامترهای مدل دینامیکی آن شناسایی شوند. در این پژوهش به‌منظور شناسایی پارامترهای عملگر الکترومغناطیسی، بستر آزمایشی طراحی و ساخته شده‌است که در این سیستم، فرایند تولید سیگنال مرجع برای شناسایی به‌صورت بلادرنگ توسط کارت STM32F746ZG انجام می­پذیرد. میکروکنترلر ARM-Cortex M7 کارت مذکور امکان تولید هر نوع سیگنال با فرکانس، دامنه و میانگین مورد نظر را فراهم کرده‌است. در این بستر آزمایشگاهی برای شناسایی سیستم یک سیگنال هارمونیک فرکانس متغیر چیرپ تولید شده‌است تا رفتار عملگر را در بازه­های فرکانسی مختلف بررسی نماید. مقدار نیروی اینرسی خروجی از عملگر توسط دینامومتر Kistler مدل 9255B اندازه­گیری می­گردد. در نهایت با تحلیل پاسخ سیستم، مدل دینامیکی مناسب برای بستر آزمایشی با موفقیت تخمین زده می­شود.

کلیدواژه‌ها

شناسایی سیستم؛ عملگر الکترومغناطیسی؛ کارت STM32؛ سیگنال چیرپ

مراجع

1. Alegria, F., "Sensors and Actuators ", IST Press, (2021).
2. Ghoreshi, H., Moetakef Imani, B., Ghandaharion, A.M., "Design and implementation of digital control unit of fatigue test machine", ICME10, Babol, Iran, (2010), (In Persian).
3. Chavoshian, S.M., Taghizadeh, M., "Adaptive control for position control of a pneumatic actuator under variable loads", Modares Mechanical Engineering, 16, No.6, Pp.181-188, (2016), (In Persian).
4. Rupitsch, S.J., "Piezoelectric Sensors and Actuators", Springer Verlag, (2019).
5. Safehian J, Akbari A A, Hosseini Sani S K. "The Novel Control Method for Voice Coil Actuator Fatigue Testing Machine". Modares Mechanical Engineering.Vol.17, No.7, Pp.79-90, (2017), (In Persian).
6. Kim, S.H., Park, U.H., Kim, J.H., "Voice Coil Actuated (VCA) Engine Mount for Vibration Reduction in Automobile", International Journal of Automotive Technology, Vol. 21, No. 3, Pp. 771-777, (2020).
7. McMahan, W., Kuchenbecker, K.J. "Dynamic Modeling and Control of Voice-Coil Actuators for High-Fidelity Display of Haptic Vibrations", IEEE Haptics Symposium, Houston, TX, USA. ,)2014(.
8. Ao, W.K., Reynolds, P., "Evaluation of Optimal Analysis, Design, and Testing of Electromagnetic Shunt Damper for Vibration Control of a Civil Structure", Structural Control and Health Monitoring, 27, No.3, (2019).
9. Fallah, M., Moetakef Imani, B., "Dynamic model identification of an active damped boring bar",". Modares Mechanical Engineering, Vol.19, No.8, Pp.1917-1928, (2019), (In Persian).
10. Fallah, M., Mozaffari, M., Davodi, A., "STM32 DAC TUTORIAL: with application to system identification", (2021).
11. Ljung L., "Experiments with Identification of Continuous Time Models", Linköpings university, 15^th IFAC Symposium on System Identification, Saint-Malo, France, (2009).