Тадқиқоти академӣ, забони фаҳмо

Verianla | Тадқиқоти академӣ ва илм ба забони тоҷикӣ

27 сентябр 2026, якшанбе
VERİANLAНашри мустақили илмӣ
Кушодан ё бастани меню
...
Саҳифаи асосӣ / Илмҳои амалӣ / Муҳандисӣ / Идоракунии мавқеи думуҳаррика дар асоси Нозири Ҳолати Синхронӣ
Муҳандисӣ

Идоракунии мавқеи думуҳаррика дар асоси Нозири Ҳолати Синхронӣ

Ин таҳқиқот масъалаи ҳам нигоҳ доштани ҳамоҳангии мавқеъ ва ҳам коҳиш додани моменти дохилии муқобилро меомӯзад, вақте ки ду муҳаррики гардонандаи мустақим, ки бо сахтии баланд ба таври механикӣ ба ҳам пайвастанд, як меҳвари ҳамон як дастгоҳи панҷмеҳварии CNC-ро ба ҳаракат меоранд.

11/08/2026  Veri Anla 18 боздид
Идоракунии мавқеи думуҳаррика дар асоси Нозири Ҳолати Синхронӣ

Ин таҳқиқот масъалаи ҳам нигоҳ доштани ҳамоҳангии мавқеъ ва ҳам коҳиш додани моменти дохилии муқобилро меомӯзад, вақте ки ду муҳаррики гардонандаи мустақим, ки бо сахтии баланд ба таври механикӣ ба ҳам пайвастанд, як меҳвари ҳамон як дастгоҳи панҷмеҳварии CNC-ро ба ҳаракат меоранд. Муҳаққиқон Нозири Ҳолати Синхронӣ (Synchronous State Observer, SSO)-ро таҳия мекунанд, ки хатои синхронизатсияи мавқеъ ва фарқи байни ҷараёнҳои тавлидкунандаи моменти ду муҳаррикро якҷоя истифода мебарад. Пас аз симулятсияҳои MATLAB/Simulink усул дар маркази воқеии амудии панҷмеҳварии коркарди VMC630 санҷида мешавад. Дар таҷрибаҳо дар ҳамаи се шароити гуногуни ҳаракат хатои максималии синхронизатсияи мавқеи ду меҳвар аз 6,3 × 10−4° камтар монда, SSO фарқи ҷараёни байни ду муҳаррикро дар ҳудуди ±0,25 A нигоҳ доштааст. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот танҳо дар як меҳвари муайяни A-и думуҳаррикаи дорои сахтии баланд ба таври таҷрибавӣ тасдиқ шудааст; натиҷаҳоро мустақиман ба чандирии дигари пайвастҳои механикӣ ё меъмориҳои дигари думуҳаррика умумӣ кардан мумкин нест.

Ҷанбаи ҷолиби таҳқиқот ин аст, ки он танҳо кӯшиш намекунад мавқеи ду муҳаррикро ба ҳам наздик кунад. Муҳаққиқон нишон медиҳанд, ки ҳатто агар мавқеи ду муҳаррик қариб яксон бошад, фарқҳои хурди сахтии механикӣ ё тавлиди момент метавонанд дар дохили система моментҳои ба ҳам муқобилро ба вуҷуд оранд. Аз ин рӯ, SSO на танҳо фарқи мавқеъ, балки фарқи байни ҷараёнҳои тавлидкунандаи моменти муҳаррикҳоро низ ҳамчун тағйирёбандаи мушоҳида истифода мебарад. Нозир ин халали якҷояро дар вақти воқеӣ тахмин мекунад ва ба фармонҳои суръати ду муҳаррик ислоҳи пешакӣ бо аломатҳои муқобил татбиқ менамояд.

Дар таҷрибаҳои воқеии дастгоҳ, дар ҳоле ки дақиқии синхронизатсияи мавқеи назорати классикии салибӣ (Cross-Coupled Control, CCC) ва SSO дар сатҳи монанд боқӣ мемонад, дар шароити ҳаракати босуръати 0° ↔ 90° фарқи ҷараёни байни муҳаррикҳо дар CCC тақрибан то 1,9 A мерасад. Дар SSO бошад, ин фарқ дар тамоми таҷриба дар ҳудуди ±0,25 A нигоҳ дошта мешавад. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки бартарии асосии усул танҳо кам кардани хатои мавқеъ нест, балки мутавозинтар кардани тақсимоти бор байни ду муҳаррик мебошад.

Аз нуқтаи назари Туркия, таҳқиқот таҷрибаи дастгоҳе нест, ки бевосита дар Туркия гузаронида шуда бошад. Барои интиқоли натиҷаҳо ба системаҳои панҷмеҳварии CNC дар Туркия, сохтори сервопривод, сахтии меҳвар, параметрҳои муҳаррик, хусусиятҳои энкодер, резонансҳои механикӣ ва паҳнои бандҳои ҳалқаҳои идоракунӣ бояд дар мошини дахлдор алоҳида тасдиқ карда шаванд. Таҳқиқот барои бренди муайян ё сохтори маҳаллии мошин кафолати универсалии коршоямӣ пешниҳод намекунад.

Масъалаи асосии таҳқиқот чист?

Дар марказҳои амудии панҷмеҳварии коркарди баландмаҳсул, талаботи меҳвари A-и навъи гаҳвора ба моменти баланд ва ҷавоби босуръати динамикӣ истифодаи ҳамзамони ду муҳаррики моменти гардонандаи мустақимро барои гардондани меҳвар ҷолиб месозад. Дар системаи таҳқиқшуда ду муҳаррик бо номҳои A1 ва A2 тавассути сохтори механикии дорои сахтии баланд як борро ба ҳаракат меоранд.

Гарчанде ин сохтор аз ҷиҳати мавқеъ пайвасти механикии қавӣ фароҳам меорад, агар параметрҳои электромагнитӣ, насби механикӣ ё сахтии интиқоли ду муҳаррик комилан яксон набошанд, яке аз муҳаррикҳо метавонад бар зидди дигаре момент тавлид кунад. Муҳаққиқон ин фарқи моменти дохилиро counteracting torque, яъне моменти муқобил, меноманд.

Ин моменти муқобил мустақиман ба моменти муфиде, ки бори берунаро ҳаракат медиҳад, табдил намеёбад. Тибқи модели таҳқиқот, он метавонад ба сарфи энергия дар дохили система, афзоиши бори гармӣ, мавҷзании момент ва ларзишҳои механикӣ ҳангоми ҳаракатҳои гузаранда мусоидат кунад. Аз ин рӯ, танҳо ба сифр наздик кардани фарқи мавқеи ду муҳаррик кофӣ нест; тақсимоти момент низ бояд мутавозин бошад.

Чаро танҳо синхронизатсияи мавқеъ кофӣ нест?

Дар таҳқиқот моменти муқобил чунин муайян шудааст:

\[ T_c = T_{s1} - T_{s2} \]

Дар ин ҷо \(T_{s1}\) ва \(T_{s2}\) моментҳое мебошанд, ки тавассути занҷирҳои интиқоли ҷониби ду муҳаррик гузаронда мешаванд. Дар модели содашуда:

\[ T_c(s)=K_{s1}\bigl(\theta_1-\theta_L\bigr) -K_{s2}\bigl(\theta_2-\theta_L\bigr) \]

\(\theta_1\) ва \(\theta_2\) мавқеъҳои кунҷии ду муҳаррик, \(\theta_L\) мавқеи бор; \(K_{s1}\) ва \(K_{s2}\) бошад, сахтии эквивалентии тобхӯрии ду занҷири интиқолро ифода мекунанд.

Ин ифода натиҷаи муҳимро нишон медиҳад: ҳатто агар \(\theta_1=\theta_2\) бошад, агар \(K_{s1}\neq K_{s2}\) бошад, дар система моменти муқобил боқӣ монда метавонад. Ба ибораи дигар, дар як мавқеъ намоён будани муҳаррикҳо маънои онро надорад, ки онҳо борро баробар тақсим мекунанд.

Асимметрияи механикӣ хатои синхронизатсияро чӣ гуна ба вуҷуд меорад?

Дар таҳқиқот хатои синхронизатсияи мавқеъ байни ду меҳвар чунин муайян мешавад:

\[ \theta_{\mathrm{sync}} = \theta_1-\theta_2 \]

Бо фарз кардани баробар будани инерсияи ду муҳаррик, аз таҳлили ҳолати устувор барои хатое, ки аз асимметрияи сахтии интиқол ба вуҷуд меояд, муносибати зерин ҳосил мешавад:

\[ \theta_{\mathrm{ess}} = \left( \frac{1}{K_{s1}}-\frac{1}{K_{s2}} \right)T_a \]

Дар ин ҷо \(T_a\) моменти электромагнитии баробар қабулшударо ифода мекунад. Муодила нишон медиҳад, ки ҳатто агар моментҳои муҳаррик ва халалҳои беруна баробар бошанд, ҳангоми фарқ кардани сахтии ду занҷири интиқол хатои доимии синхронизатсияи мавқеъ ба вуҷуд омада метавонад.

Барои рафтори динамикии баландбасомад муҳаққиқон моделро боз ҳам содда карда, муносибати:

\[ \theta_{\mathrm{sync}}(s) = \frac{ \bigl(T_{e1}-T_{e2}\bigr) - \bigl(T_{d1}-T_{d2}\bigr) }{ J_m s^2 } \]

-ро истифода мебаранд. \(T_{e1}-T_{e2}\) фарқи моменти электромагнитӣ, \(T_{d1}-T_{d2}\) фарқи моментҳои халали беруна ва \(J_m\) инерсияи эквивалентии як муҳаррикро ифода мекунад. Ин модели содашуда асоси тарҳи SSO мебошад.

Нозири Ҳолати Синхронӣ чӣ гуна кор мекунад?

SSO ду вуруди асосии физикиро якҷоя истифода мебарад:

  • Хатои синхронизатсияи мавқеъ: \(\theta_{\mathrm{sync}}\)
  • Фарқи момент-ҷараён: \(i_{\mathrm{sync}}=i_{qf1}-i_{qf2}\)

Азбаски моментҳои электромагнитии муҳаррикҳо бо ҷараёни меҳвари q-и тавлидкунандаи момент алоқаманданд, фарқи байни ҷараёнҳои муҳаррик ҳамчун нишондиҳандаи мушоҳидашавандаи номувозунии моменти байнимеҳварӣ истифода мешавад.

Се ҳолати нозир хатои тахминии синхронизатсияи мавқеъ, хатои синхронизатсияи суръат ва халали умумии эквивалентиро ифода мекунанд. Ислоҳи суръат дар баромади нозир:

\[ \hat v_{\mathrm{comp}} = \hat x_2 + K_1\tilde{\theta}_{\mathrm{sync}} \]

мебошад. Дар ин ҷо \(\tilde{\theta}_{\mathrm{sync}}\) фарқи байни хатои воқеӣ ва тахминии синхронизатсия аст.

Ин ислоҳ ба ҳалқаҳои суръати ду муҳаррик бо аломатҳои муқобил татбиқ мешавад. Ҳамин тариқ, агар ба як муҳаррик моменти бештар бор шавад, контроллер ба ҷойи он ки танҳо интизори пайдо шудани хато шуда, ислоҳи бозхӯрд анҷом диҳад, кӯшиш мекунад халали мушоҳидашудаи байнимеҳвариро тавассути пешхӯрд мувозинат кунад.

Verianla Live: Занҷири ислоҳи синхронизатсияи SSO

Ин раванд намоиши тавзеҳии тартиби кори SSO ва меъмории идоракунии сеҳалқа мебошад, ки дар манбаи таҳқиқот дода шудааст. Ягон марҳилаи мобайнӣ ё ҳисоби дар манбаъ мавҷуднабуда илова нашудааст.

МарҳилаШарҳМанбаъ
1. АндозагирӣМавқеъҳои муҳаррикҳои A1 ва A2 ва ҷараёнҳои моменти меҳвари q чен карда мешаванд.Шакли 3 ва Шакли 4
2. Ташкили фарқҳоХатои синхронизатсияи мавқеъ ва фарқи момент-ҷараён байни ду муҳаррик ҳисоб карда мешавад.Бахши 3.1
3. Мушоҳидаи SSOНозир ҳолатҳои мавқеъ, суръат ва халали умумии синхронизатсияро бозсозӣ мекунад.Муодилаҳои 15–20
4. ПешхӯрдКомпенсатсияи суръати синхронизатсия ба ҳалқаҳои суръати ду муҳаррик бо аломатҳои муқобил татбиқ мешавад.Шакли 4
5. Ҳадафи ҳамзамонБо нигоҳ доштани синхронизатсияи мавқеъ номувозунии момент-ҷараён байни муҳаррикҳо кам карда мешавад.Бахши 3.2 ва натиҷаҳои таҷриба
 

Verianla Live: Ин намоиш нақшаи тавзеҳии раванд аст, ки бар асоси усул ва натиҷаҳои таҳқиқот омода шудааст. Scientific source-of-truth ҷадвали намоёни HTML дар боло мебошад.

Коэффисиентҳои нозир чӣ гуна муайян мешаванд?

Полиноми характеристикии SSO дар таҳқиқот чунин муайян шудааст:

\[ s^3 + K_1s^2 + K_2\frac{K_t}{J_m}s +K_3\frac{K_t}{J_m} \]

Се қутби нозир дар мавқеи \(-\omega_c\) ҷойгир карда шуда, полиноми мақсад:

\[ (s+\omega_c)^3 = s^3+3\omega_cs^2+3\omega_c^2s+\omega_c^3 \]

интихоб шудааст. Бо мувофиқ кардани коэффисиентҳо:

\[ K_1=3\omega_c \]

\[ K_2=\frac{3J_m\omega_c^2}{K_t} \]

\[ K_3=\frac{J_m\omega_c^3}{K_t} \]

ҳосил мешавад. Дар таҳқиқот бо равиши Lyapunov нишон дода мешавад, ки динамикаи хатои нозир Hurwitz-устувор аст ва таъкид мешавад, ки паҳнои банди нозир бояд аз резонанси механикӣ поён нигоҳ дошта шавад.

Платформаи таҷриба чӣ буд?

Санҷиш дар маркази воқеии амудии панҷмеҳварии коркарди VMC630 анҷом дода шуд. Дар аксҳои таҳқиқот дастгоҳ, муҳаррикҳои моменти A1 ва A2, ки дар ду тарафи меҳвари A-и навъи гаҳвора ҷойгир шудаанд, ва шкафи сервои идоракунӣ равшан нишон дода шудаанд.

Параметрҳои асосии система чунинанд:

ПараметрҚимати манбаъ
Ҷараёни номиналии муҳаррик59 A
Моменти номиналии муҳаррик1880 N·m
Суръати номиналии муҳаррик30 r/min
Муқовимати статор0,715 Ω
Индуктивияти статор6,25 mH
Шумораи ҷуфтҳои қутб44
Инерсияи муҳаррик0,8 kg·m²
Инерсияи бор36 kg·m²
Сахтии занҷири гардонанда1,0 × 109 N·m/rad

Системаи идоракунӣ сервоприводи пурра рақамии асосёфта ба DSP-и TMS320F28335-ро истифода мебарад. Байни гардонандаҳои master ва slave алоқаи 5 Mbps RS-485 ва рамзгузории Manchester истифода шудааст. Симулятсия дар муҳити MATLAB/Simulink R2023b бо моделсозии дискретӣ ва равиши идоракунии вектории \(i_d=0\) сохта шудааст.

Кадом шароити ҳаракат санҷида шуданд?

  1. Ҳаракати 0° ↔ 10°, 1000°/min
  2. Ҳаракати 0° ↔ 50°, 5000°/min
  3. Ҳаракати 0° ↔ 90°, 10.000°/min

Усули асосии истинодие, ки SSO бо он муқоиса шудааст, усули классикии Cross-Coupled Control (CCC) мебошад.

Дар симулятсия чӣ ёфт шуд?

Дар симулятсия сахтии интиқоли A1 аз қимати номиналии 1,0 × 109 N·m/rad то 0,9 × 109 N·m/rad кам карда шуда, асимметрияи сахтии %10 ба вуҷуд оварда шуд.

Бо SSO дар ҳамаи шароити ҳаракат хатои симулятсионии синхронизатсияи мавқеъ дар ҳудуди 8 × 10−6° нигоҳ дошта шуд. Фарқи ҷараёни муҳаррик дар SSO дар ҳудуди ±0,02 A монд, дар ҳоле ки дар CCC дар ҳолати баландсуръати 10.000°/min ин фарқ ба сатҳи 2 A расид.

Муҳаққиқон қайд мекунанд, ки SSO ҳангоми ҳаракат офсети хеле хурди идорашавандаи мавқеъро ба вуҷуд оварда, моменти муқобилро мувозинат мекунад. Ҳангоми бозистодани система ин офсет аз байн меравад ва хатои синхронизатсия дубора ба сифр наздик мешавад.

Устуворӣ нисбат ба номуайянии параметрҳо

Барои номувофиқии сахтӣ тарафи A1 то %90, %80 ва %70-и сахтии номиналӣ кам карда шуд. Дар санҷиши вазнинтарин, яъне камшавии %30-и сахтӣ, фарқи ҷараёни муҳаррик тақрибан ба −0,04 A ва хатои синхронизатсия ба сатҳи 2,8 × 10−5° расид, аммо маҳдуд боқӣ монд.

Дар номувофиқии инерсия инерсияи муҳаррики A1 дар доираи %80–%120-и қимати номиналӣ тағйир дода шуд. Ин ҳолат асосан дар лаҳзаҳои тезшавӣ ва сустшавӣ ларзишҳои гузарандаро ба вуҷуд овард. Фарқи ҷараён дар ҳамаи санҷишҳо дар ҳудуди ±3 × 10−4 A ва хатои синхронизатсия дар шароити канорӣ дар сатҳи 1,6 × 10−4° боқӣ монд.

Таҷрибаи соиши ғайрихаттӣ

Дар таҳқиқот инчунин бо параметрҳое, ки аз ченкуниҳои воқеии VMC630 муайян шудаанд, модели соиши Stribeck ба симулятсия илова карда шуд:

\[ T_f = \left[ F_c+(F_s-F_c) \exp\left( -\left|\frac{V}{V_s}\right|^\delta \right) \right]\operatorname{sign}(V) \]

Қиматҳои истифодашуда \(F_c=34,3\) N·m, \(F_s=58,3\) N·m, \(V_s=3\times10^{-6}\) m/s ва \(\delta=2\) мебошанд.

Ҳангоми ба ҳар ду меҳвар симметрӣ татбиқ кардани соиш фарқи ҷараён ±0,011 A ва хатои синхронизатсия аз 7 × 10−6° камтар монд. Вақте соиш танҳо ба тарафи A2 татбиқ шуд, фарқи ҷараён ±0,015 A ва хатои синхронизатсия тақрибан ±9 × 10−6° буд.

Натиҷаи CCC–SSO дар мошини воқеӣ

Дар таҷрибаҳои воқеии VMC630 ҳар ду усули идоракунӣ хатогиҳои хеле хурди синхронизатсияи мавқеъ ба вуҷуд оварданд. Фарқи асосии SSO дар он аст, ки он фарқи ҷараён байни муҳаррикҳо ва аз ин рӯ нишондиҳандаи моменти муқобилро хеле қавитар фурӯ менишонад.

Verianla Live: Хатои синхронизатсияи CCC ва SSO дар мошини воқеӣ

Қиматҳои ҷадвал маълумоти таҷрибавии Ҷадвали 3-и таҳқиқот мебошанд. Қиматҳо бо воҳиди 10−3 дараҷа дода шудаанд. Қимати хурдтари RMS хатои умумии синхронизатсияро камтар нишон медиҳад; аммо ин ҷадвал танҳо худ аз худ мувозинати моментро нишон намедиҳад.

Шароити ҳаракатCCC Emax (10⁻³°)SSO Emax (10⁻³°)CCC Erms (10⁻³°)SSO Erms (10⁻³°)Манбаъ
0° ↔ 10°0,1210,1200,0460,045Ҷадвали 3
0° ↔ 50°0,5260,5510,2000,205Ҷадвали 3
0° ↔ 90°0,6130,6300,2440,248Ҷадвали 3
 

Verianla Live: Намоиш аз ҳамин ҷадвали намоёни маълумоти илмӣ дар браузер сохта мешавад. Ҷадвал ҳамчун scientific source-of-truth нигоҳ дошта мешавад.

Ин ҷадвал фарқи муҳимро нишон медиҳад: SSO дар ҳар ҳолат нисбат ба CCC хатои камтари мавқеъ надодааст. Махсусан дар ҳаракатҳои 50° ва 90° қиматҳои Emax ва Erms-и SSO аз CCC каме баландтаранд. Аз ин рӯ, натиҷаи таҳқиқот набояд ҳамчун “SSO синхронизатсияи мавқеъро дар ҳама шароит беҳтар кард” шарҳ дода шавад.

Бартарии равшани SSO дар нишондиҳандаи мувозинати момент пайдо мешавад. Дар таҷрибаҳои воқеӣ SSO фарқи ҷараёни муҳаррикро дар ҳудуди ±0,25 A нигоҳ дошт, дар ҳоле ки фарқи CCC дар суръати баланд тақрибан ба 1,9 A расид. Ҳамин тавр, усули пешниҳодшуда кӯшиш мекунад бо нигоҳ доштани дақиқии мавқеи наздик ба CCC моменти муқобили байни муҳаррикҳоро кам кунад.

Таҷрибаи воқеии коркарди шакли S

Усул танҳо бо ҳаракати холии меҳвар санҷида нашуд; як ҷузъи шакли S аз хӯлаи алюминийи 7075 дар дастгоҳи воқеӣ коркард шуд. Чуқурии буриши гузариши охирин 0,1 mm, суръати spindle 3600 r/min ва пешравӣ 1050 mm/min дода шудааст.

Чор хатти контурии ҷузъи коркардшуда бо мошини ченкунии координатии Hexagon санҷида шуданд:

КонтурКамтарин каҷравӣ (mm)Бештарин каҷравӣ (mm)Таҳаммул (mm)
ACNO1−0,0390,048±0,060
ACNO2−0,0410,053±0,060
ACNO3−0,0430,047±0,060
ACNO4−0,0460,045±0,060

Ҳамаи чор контур дар банди таҳаммулпазирии ±0,060 mm, ки дар таҳқиқот муқаррар шудааст, боқӣ монданд. Бо вуҷуди ин, озмоиши коркарди мустақими муқоисавӣ бо CCC дар ҳамон шароити буриш анҷом дода нашудааст. Муҳаққиқон сабабро чунин шарҳ медиҳанд, ки моменти муқобили номутавозин дар CCC метавонад зери бори буриш хатари ларзиши механикӣ ва шикастани асбобро ба вуҷуд орад. Аз ин рӯ, санҷиши шакли S нишон медиҳад, ки SSO метавонад дар дохили таҳаммул коркард кунад; аммо он муқоисаи мустақими A/B нест, ки исбот кунад SSO аз ҷиҳати сатҳи коркардшуда аз CCC ба таври рақамӣ беҳтар аст.

Мазмуни басомад ҳангоми буриш

Дар таҳлили FFT, ки ба фарқи ҷараёни ду муҳаррики меҳвар ҳангоми коркарди ҷузъи шакли S татбиқ шуд, қисми зиёди халалҳо дар зери 100 Hz мутамарказ буданд. Қуллаи асосӣ тақрибан дар 60 Hz аст; муҳаққиқон онро бо басомади гардиши spindle-и 3600 r/min ва гармоникҳои он мепайванданд. Аз 150 Hz, ки паҳнои банди нозир аст, боло қуллаи нави назарраси спектралӣ мушоҳида нашудааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

  • Нишон медиҳад, ки дар меҳвари A-и думуҳаррикаи сахт хатои синхронизатсияи мавқеъ ва моменти муқобилро якҷоя баррасӣ кардан мумкин аст.
  • SSO дар системаи таҷрибавии VMC630 бо нигоҳ доштани дақиқии синхронизатсияи мавқеи монанд ба CCC фарқи ҷараёни муҳаррикро ба таври назаррас кам кардааст.
  • Усул зери номувофиқии сахтӣ ва инерсия ва соиши Stribeck-и моделнашуда дар сатҳи симулятсия рафтори маҳдуд ва наздикшавандаро нишон додааст.
  • Намунаи шакли S, ки бо SSO коркард шудааст, дар таҳаммулпазирии контурии ±0,060 mm, ки дар таҳқиқот муайян шудааст, боқӣ мондааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

  • Гуфтан мумкин нест, ки SSO дар ҳар шароит нисбат ба CCC хатои камтари синхронизатсияи мавқеъ медиҳад.
  • Азбаски дар таҷрибаи буриши шакли S коркарди мустақим бо CCC дар ҳамон шароит муқоиса нашудааст, бартарии рақамии SSO нисбат ба CCC аз рӯи сатҳ ё контур исбот нашудааст.
  • Нишон дода нашудааст, ки усул дар системаҳои думуҳаррикаи дорои сахтии паст ё чандирии баланд ҳамон коршоямиро медиҳад.
  • Умумисозӣ ба gantry-и ду муҳаррики хаттӣ, ду spindle ё меъмориҳои дигари servo ҳанӯз таҷрибавӣ тасдиқ нашудааст.
  • Таҳқиқот устувории дарозмуддати истеҳсолӣ, пиршавии гармӣ ё озмоиши васеъмиқёси саҳроии саноатиро пешниҳод намекунад.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Модели динамикӣ

Модел ду муҳаррики момент, бори умумӣ, ду занҷири интиқол, инерсияи муҳаррик ва бор, демпфкунии часпак, сахтии интиқол ва моментҳои халали берунаро дар бар мегирад. Дар баровардани аналитикӣ, ҳадҳои интиқол ва демпфкунии часпак нисбат ба ҳадҳои инерсия ва сахтӣ хурд қабул шуда, содда карда шудаанд.

Басомади табиии тарафи бор:

\[ \omega_n= \sqrt{ \frac{K_{s1}+K_{s2}}{J_L} } \]

муайян шудааст. Ин резонанси механикӣ ҳамчун маҳдудияти асосии физикӣ барои муайян кардани ҳадди болоии паҳнои банди нозир ва идоракунӣ истифода мешавад.

Меъмории идоракунӣ

Система аз се ҳалқаи зинавии servo иборат аст:

  1. Ҳалқаи ҷараён
  2. Ҳалқаи суръат
  3. Ҳалқаи мавқеъ

SSO пайвастагии байни ду меҳварро ҳамчун қабати компенсацияи синхронизатсия, ки болои ин сохтори зинавии мавҷуда илова мешавад, баррасӣ мекунад. Баромади SSO ба ду ҳалқаи суръат бо аломатҳои муқобил татбиқ мешавад.

Параметрҳои идоракунӣ ва симулятсия

ПараметрҚиматНақш
Коэффисиенти ҳалқаи мавқеъ80 HzИдоракунии мавқеъ
Паҳнои банди ҳалқаи суръат100 HzИдоракунии суръати муҳаррик
Паҳнои банди ҳалқаи ҷараён1000 HzИдоракунии ҷараён/момент
CCC coupling gain4000Коэффисиенти синхронизатсияи усули истинодӣ
Паҳнои банди нозири SSO150 HzСуръати тахмини халал
Резонанси механикии ҳисобшудатақрибан 1186 HzМаҳдудияти паҳнои банди механикӣ

Эзоҳи рақамии дохили манбаъ: Таҳқиқот мегӯяд, ки барои ин интихоб шарти \(1.5\omega_v<\omega_c<0.3\omega_n\) иҷро мешавад. Аммо бо қиматҳои додашудаи \(\omega_v=100\) Hz ва \(\omega_c=150\) Hz, \(1.5\omega_v=150\) Hz мешавад. Аз ин рӯ, вақте ҳадди поён ҳамчун “<” қатъӣ навишта мешавад, нобаробарии 150 < 150 иҷро намешавад. Ин нукта ҳамон тавре ки дар матни манбаъ мавҷуд аст гузориш шудааст ва хомӯшона ислоҳ нашудааст.

Натиҷаҳои таҷрибаи воқеӣ

ҲаракатУсулEmin (10⁻³°)Emax (10⁻³°)Erms (10⁻³°)
0° ↔ 10°CCC−0,0810,1210,046
0° ↔ 10°SSO−0,0800,1200,045
0° ↔ 50°CCC−0,2680,5260,200
0° ↔ 50°SSO−0,2130,5510,205
0° ↔ 90°CCC−0,4170,6130,244
0° ↔ 90°SSO−0,3520,6300,248

Дар ҳар ду усул хатои максималии таҷрибавии синхронизатсияи мавқеъ аз 6,3 × 10−4° камтар монд. SSO фарқи ҷараёни муҳаррикро дар ҳудуди ±0,25 A нигоҳ дошт, дар ҳоле ки фарқи CCC дар шароити баландсуръат тақрибан ба 1,9 A расид.

Санҷиши коркард

Ҳамаи нуқтаҳои чор контури ченкунии ҷузъи шакли S аз хӯлаи алюминийи 7075 дар банди таҳаммулпазирии ±0,060 mm боқӣ монданд. Бештарин каҷравии мусбати сабтшуда барои чор контур 0,053 mm ва пасттарин каҷравии манфӣ −0,046 mm буд.

FFT-и фарқи ҷараёни муҳаррик ҳангоми буриш нишон дод, ки халалҳои бартаридошта аз 100 Hz поён мондаанд ва ҷузъи асосӣ тақрибан дар атрофи 60 Hz ҷойгир аст.

Маҳдудиятҳои асосӣ

  • Санҷиши таҷрибавӣ танҳо дар як меҳвари A-и думуҳаррикаи сахти VMC630 анҷом дода шудааст.
  • Системаҳои mechanical coupling-и чандир мустақиман санҷида нашудаанд.
  • Таъсири назариявии encoder quantization noise дар минтақаи наздик ба паҳнои банди нозир пурра тавсиф нашудааст.
  • Умумисозӣ ба меъмориҳои гуногуни думуҳаррика таҷрибавӣ тасдиқ нашудааст.
  • Дар буриши воқеии шакли S бо CCC озмоиши A/B-и коркарди ҳамшароит анҷом дода нашудааст.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Dual-Motor Position Control Based on a Synchronous State Observer

Муаллифон: Li Lei; Qingyang Wang; Yesong Li.

Тартиби муаллифон: Тартиби аслии манбаъ нигоҳ дошта шудааст.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манбаъ изҳороти муаллифи якуми баробар ё саҳми баробар нишон дода нашудааст.

Муаллифи масъул: Yesong Li.

Муассисаҳо: School of Artificial Intelligence and Automation, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China; Li Lei ҳамчунин ба School of Intelligent Manufacturing, Wuhan Technical University, Wuhan, China вобастагӣ дорад.

Маҷалла: Machines.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Ҷилд / шумора / рақами мақола: 14(6), 681.

DOI: 10.3390/machines14060681.

Санаи нашр: 11 Июн 2026.

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии тақризшуда; моделсозии динамикӣ, таҳияи усули идоракунӣ, симулятсия, таҷрибаи воқеии дастгоҳ ва тасдиқи коркардро дар бар мегирад.

Пайванди расмии нашр:Саҳифаи расмии мақолаи MDPI.

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: Department of Science and Technology of Hubei Province, grant 2023BAA010-1. Гузориш шудааст, ки ҳаққи коркарди мақола низ аз ҷониби ҳамин муассиса маблағгузорӣ шудааст.

Дастрасии маълумот: Гузориш шудааст, ки маълумоти пешниҳодшуда дар таҳқиқот бо дархост аз муаллифи масъул дастрас карда мешаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор мекунанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия Li Lei ва Yesong Li; усул Li Lei ва Yesong Li; нармафзор Li Lei; тасдиқ Li Lei ва Qingyang Wang; таҳлили расмӣ Li Lei ва Yesong Li; таҳқиқ Li Lei; захираҳо Yesong Li; куратсияи маълумот Li Lei; тарҳи аввал Li Lei; бозбинӣ ва таҳрир Yesong Li ва Qingyang Wang; визуализатсия Li Lei; роҳбарӣ, идоракунии лоиҳа ва дарёфти маблағ Yesong Li гузориш шудаанд.

Ҳудуди мазмуни илмӣ: Усулҳо, формулаҳо, натиҷаҳои рақамӣ ва тафсирҳои илмии ин матни Verianla ба таҳқиқоти баррасишуда асос ёфтаанд. Аз манбаъҳои беруна бозёфти нави таҷрибавӣ ё илмӣ илова нашудааст. Санҷиши беруна танҳо барои назорати шахсияти библиографии нашр истифода шудааст.

Эзоҳи номувофиқии дохили манбаъ: Дар Бахши 3.2 баъд аз Муодилаи (23) дар шарҳ ибораи “Муодилаи (24)” истифода шудааст; Муодилаи (24), ки баъдтар дар манбаъ рақамгузорӣ шудааст, модели соиши Stribeck мебошад. Илова бар ин, бо вуҷуди дода шудани қиматҳои \(\omega_v=100\) Hz ва \(\omega_c=150\) Hz, матн мегӯяд, ки ҳадди поёнии \(1.5\omega_v<\omega_c\) иҷро мешавад; рақамҳои додашуда дар сарҳади ин нобаробарии қатъӣ баробарӣ ба вуҷуд меоранд. Ин ду нукта хомӯшона ислоҳ нашудаанд.

Ҳадди асосии тафсир: Натиҷаҳои таҷрибавӣ барои меҳвари A-и сахти VMC630 тасдиқи қавӣ медиҳанд; аммо барои механизмҳои дорои пайвастҳои чандиртар, системаҳои дигари муҳаррик/servo ва меъмориҳои гуногуни думуҳаррика санҷиши таҷрибавии алоҳида зарур аст. Санҷиши коркарди шакли S бо SSO мутобиқати таҳаммулро нишон медиҳад; азбаски дар ҳамон шароити буриш бо CCC муқоисаи мустақими коркард анҷом дода нашудааст, аз ин таҳқиқот бартарии рақамии SSO нисбат ба CCC дар дақиқии ҷузъи коркардшуда бароварда намешавад.


Мубодила:

Шарҳҳо пас аз баррасӣ нашр мешаванд.Шарҳи шумо ба раванди тасдиқ фиристода шуда, пас аз пазируфта шудан намоён мегардад.

Шарҳ гузоред

Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд

Иҷозат додан ба кукиҳо таҷрибаи шуморо дар ин сомона беҳтар мекунад. Сиёсати кукиҳо