كاربرد فيلتر تطبيقي حداقل ميانگين مربعات نرمال‌شده براي كنترل ارتعاش لرزه

در اين مقاله يك سيستم كنترل فعال ارتعاشات براي حذف لرزه ابزار داخل‌تراش در فرآيند تراشكاري داخلي ارايه شده است. اين سيستم شامل ابزار داخل‌تراش مجهز به عملگر الكترومغناطيس و سنسور شتاب‌سنج به‌همراه يك الگوريتم كنترل تطبيقي بديع است كه معمولاً در حوزه كنترل فعال نويز صوتي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. الگوريتم كنترل پيشنهادي با نام FxNLMS پس‌خور شناخته شده و شامل دو فيلتر تطبيقي با پاسخ ضربه محدود است. يكي از اين فيلترها با عنوان فيلتر مدل ناميده شده و تخميني از مدل ديناميكي مجموعه عملگر ابزار ارايه مي‌دهد. فيلتر تطبيقي ديگر به عنوان فيلتر كنترل بوده و معكوس ديناميك مسير پيشرو را تخمين مي‌زند. ضرايب وزني اين فيلتر تطبيقي با بهره‌گيري از الگوريتم حداقل ميانگين مربعات نرمال‌شده تنظيم مي‌شود. ابتدا در آزمون كنترل ضربه نشان داده است كه با بهره‌گيري از اين كنترلر تطبيقي، دامنه منحني پاسخ فركانسي مسير پيشرو در مجاورت مود اصلي آن تا ميزان ۳۶دسي‌بل كاهش مي‌يابد. سپس با اجراي تراشكاري داخلي روي قطعاتي از جنس آلومينيوم آلياژي رده ۶۰۶۳-T۶ كارآيي كنترلر پيشنهادي براي حذف ناپايداري لرزه ارزيابي شده است. در اثر عملكرد بهينه كنترلر تطبيقي، دامنه منحني چگالي طيفي توان سيگنال شتاب نوك ابزار به‌ميزان ۶۸دسي‌بل كاهش يافته و عمق برش متناظر با آستانه پايداري در فرآيند برش به ميزان ۱۰ برابر افزايش يافته است. همچنين مقدار زبري سطح قطعه‌كار در حالت داراي كنترل، تا ۸ برابر نسبت به حالت بدون كنترل بهبود يافته است. به علاوه هزينه عملگر نيز تا ۳ برابر نسبت به كنترلر انتگرال‌گير بهينه با ضريب بهره ثابت كاهش داشته است.