كار آيي روش هاي مختلف كنترل مقاوم در سيستم هاي دوار سه محوره

Performance of different robust control methods for three-axis rotary systems

ماشين‌آلات دوار ازجمله سيستم‌هاي مكانيكي هستند كه در صنعت كاربرد زيادي دارند. نحوه اتصال محورها، كنترل ارتعاشات و پايدارسازي در اين سيستم‌ها پيوسته حائز اهميت بوده است. در اين پژوهش، كنترل مقاوم يك سيستم محور كه داراي نوسانات پيچشي است مد نظر است. اين سيستم شامل سه محور الاستيك است كه با يكديگر همراستا نيستند. محورهاي ناهم‌راستا به‌ وسيله چهارشاخ‌هاي كاردان متصل مي‌شوند. در اينجا، معادلات حاكم بر ارتعاشات پيچشي سيستمهاي كاردان سه‌ محوره كه رفتار غير خطي دارد استخراج شده است. سپس با توجه به عدم قطعيت‌هاي سيستم، از روش كنترل مقاوم استفاده شده و سه كنترل‌كننده به روش‌هاي بهينه نرم بينهايت (H∞)، تلفيقي H2/H∞ و پايداري مقاوم سنتز ميو، طراحي شده ‌است. طراحي پس از شناسايي پارامترهايي از سيستم كه حساسيت زيادي نسبت به عدم قطعيت دارند صورت گرفته است. نتايج پياده‌سازي كنترل‌گرهاي طراحي‌‌شده در قالب منحنيهاي پاسخ فركانسي ارائه شده است. مقايسه و تحليل نتايج حاصل از سه كنترل‌گر نشان داد كه كنترل‌كنندههاي H∞ و سنتز ميو، داراي هر دو معيار عمل‌كرد و پايداري مقاوم ميباشند، هرچند استفاده از روش H∞ كه نياز به تعيين توابع وزني دارد، دشوارتر است. علاوه بر اين، كنترل‌گر كاهش مرتبه‌يافته سنتز ميو مي‌تواند عمل‌كرد مقاوم سيستم را تضمين كند

Rotating machinery is a type of mechanical systems that is widely used in industry. The shafts connection method, vibration control and stabilizing in these systems, have consistently been important. In this research, the robust control of a shaft system with torsional vibration has been considered. The system includes three elastic shafts, which are misaligned with each other. The misaligned shafts are connected through Cardan joints. Herein, the governing equations of torsional vibration for three-axis Cardan systems with nonlinear behavior have been derived. Then, according to the system uncertainties, robust control was used and three controllers with H∞ optimum method, H2/H∞ consolidated method and –synthesis robust stability method have been designed. The design was done after identifying the system parameters that are sensitive to uncertainty. The implementation results of designed controllers have been presented in the form of frequency response curves. Comparison and analysis of the results of three controllers show that H∞ and synthesis have both are performance and robust stability criteria, while H∞ method, which is needed to determine the weighting functions, is harder. In addition, the reduced order synthesis controller can guarantee the robust performance.