2024-03-28T12:17:53Z
https://maj.ihu.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=2200511
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1393
10
1
مدلسازی و طراحی کنترلر LQR برای یک صفحه پایدار ژیروسکوپی سهمحوره
امیرعلی
نیکخواه
جعفر
روشنیان
حمیدرضا
مقدس
حمیدرضا
جعفری
در این مقاله مدلسازی دینامیکی یک صفحه پایدار ژیروسکوپی سهمحوره با لحاظ کردن حرکات زاویهای جسم حامل بررسی شده است. پس از بررسی مدلهای به دست آمده، ابتدا پاسخ آزاد سیستم و سپس پاسخ حلقه بسته سیستم تحت کنترلرهای خطی PID و LQR، شبیهسازی و بررسی شده است. نتایج حاصل در این مقاله نشان داده که با انتخاب صحیح ماتریسهای وزنی، کنترلر LQRاز قابلیت بهتری نسبت به PID در پایدارسازی سکوی ژیروسکوپی برخوردار است و سکو را در زمان کم و با میرایی بالا، پایدار مینماید.
واژههای کلیدی: ژیروسکوپ
صفحه پایدارشده ژیروسکوپی
مدلسازی دینامیکی
کنترلر PID
کنترلر LQR
2014
03
21
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1393
10
1
مدلسازی دینامیک طولی یک خودروی سواری و کنترل خودکار آن در بزرگراهها
ندا
کرمی محمدی
شهرام
آزادی
سید علی
جزایری
در این مقاله قوانین کنترل دینامیک طولی خودرو برای خودروهای سواری توضیح داده شده است . به منظور کنترل سرعت خودرو در بزرگراهها و کنترل فاصله خودرو در ترافیک شهری، یک سیستم کنترلی طراحی شده است که با استفاده از کنترل دریچه گاز و پدال ترمز میتواند فاصله و سرعت خودرو را کنترل نماید. به این منظور مدل دینامیکی کاملی از دینامیک طولی خودرو، شامل موتور و سیستم انتقال حرکت آورده شده است. کنترلر شامل یک الگوریتم کنترل سرعت و یک الگوریتم کنترل فاصله است. قانون کنترلی پیشنهادی، پروفیل شتاب مطلوب، منطق انتخاب گاز - ترمز و یک الگوریتم کنترل گاز - ترمز را در خودروی کروز کنترل تطبیقی ارائه میدهد. عملکرد کنترلر سرعت و فاصله خودرو در موقعیتهای مختلف، به صورت رضایت بخشی پاسخ داده است. استفاده از این قوانین باعث افزایش راحتی رانندگی و امنیت سرنشینان شده است.
موتور اشتعال جرقهای
کنترل طولی خودرو
کنترل بهینه خطی
دریچه گاز
ترمزموتور اشتعال جرقهای
ترمز
2014
03
21
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1393
10
1
بررسی ارتعاشات اجباری تیر ساندویچی سهلایه با هسته انعطافپذیر الاستومر مگنتورئولوژیکال
سید محمد
هاشمی نژاد
محمودرضا
جعفری هرندی
محمد اسماعیل
آریایی پناه
در مقاله حاضر پاسخ دینامیکی (ارتعاشاتگذرای) یک تیر ساندویچی سهلایه با شرایط مرزی لولایی و الاستومر مگنتورئولوژیکال در لایه میانی تحت بارگذاریهای گذرای دلخواه بررسی شده است. الاستومر مگنتورئولوژیکال استفاده شده در این مدلسازی به صورت یک ماده ویسکوالاستیک با مدل کلوین ویت مدل شده است. اصل همیلتن همراه با معادلات کلاسیک تیر اویلر برنولی و معادلات سازگاری خطی شده تیرهای ساندویچی با هسته انعطافپذیر در جهت عرضی برای استخراج معادلات حرکت کوپله دینامیکی و شرایط مرزی مربوطه به کار گرفته شده است. همچنین برای حل مسئله گذرا تحت بارگذاریهای دلخواه (ضربه، بار متحرک و بار گسترده هارمونیک) و میدانهای مغناطیسی مختلف از سری فوریه به همراه الگوریتم معکوس تبدیل لاپلاس داربین استفاده شده است. برای اعتبارسنجی مسئله از مقایسه حالتهای حدی خاص با حلهای موجود استفاده شده است
سازههای هوشمند
مواد هوشمند
تیر
هسته MRE
مگنتورئولوژیکال
کاهش ارتعاشات
حوزه زمان
پاسخ گذرا
2014
03
21
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1393
10
1
ارزیابی و تحلیل دقت مدلهای جامع کاملاً غیرخطی و ساده شده برای شیرهای کنترل جریان اسپولی با وضعیتهای انطباقی مختلف
محمدحسن
توفیقی
فرید
نجفی
سید حسین
ساداتی
علی اصغر
جعفری
معادلات غیرخطی شیرهای کنترل جریان اسپولی، دبیهای کنترلی را از طریق پورتهای شیر به پارامترهای آن مرتبط میسازند. این معادلات حالات شیرهای مرکز بحرانی، فراانطباقی و فروانطباقی را پوشش میدهند. عدم تساوی عرض اسپولها و موقعیت خنثای نامتعارف اسپولهای شیر نیز میتواند با استفاده از این مدل شبیهسازی شود. علاوه بر این، مدل ساده شده شیر کنترل جریان اسپولی با فرضیاتی میتواند برای سهولت تحلیل مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله دقت مدل کاملاً غیرخطی در مقایسه با مدل ساده شده متعارف مورد تحلیل قرار میگیرد. بر اساس مدل خطی مرتبه دوم یک سیستم سروهیدرولیک، آنالیز ابعادی مدل کاملاً غیرخطی شیر نشان میدهد که دقت مدل مستقل از انتخاب یک دسته خاص از پارامترهای آن است. در واقع، خطای مدل برای یک مقدار معین از ضریب میرائی هیدرولیکی به مقادیر پارامترهای مدل وابسته نیست، به گونهای که ترکیب این پارامترها منجر به یک ضریب میرائی ثابت میشود. بنابراین دقت مدل میتواند از قبل به کمک شبیهسازی تعیین شود. این نکته میتواند انعطافپذیری بالایی را در اختیار طراح سیستم کنترل هیدرولیک قرار دهد تا از امکان استفاده از مدل ساده شده شیر بدون تعیین خطاهای مدلسازی اطمینان حاصل نماید. به دلیل اینکه سیستمهای هیدرولیکی به ندرت فراتر از محدوده فرکانسی مورد نظر به حرکت در میآیند، میتوان نتیجه گرفت که برای بسیاری از کاربردها، مدل ساده شیر بیان دقیقی از دینامیک شیر را میتواند فراهم سازد.
آنالیز ابعادی
شیر سروهیدرولیک
مدل غیرخطی
تحلیل دقت
2014
03
21
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1393
10
1
شبیهسازی کنترل بهینه فرمان برقی خودرو به روش سختافزار در حلقه
وحید
طاووسی
رضا
کاظمی
فرمانگیری بهبودیافته و پایداری مطلوب، دو جنبه مهم فرمانپذیری خودرو هستند. در این پژوهش، کنترلر بهینه غیرخطی مجهز به تخمینگر برای کنترل تغییرات زاویه چرخش (Yaw) از طریق اعمال فرمان اصلاحی به سیستم فرمان و نسبت به ورودی فرمان راننده، طراحی و اعمال شده است. برای اعمال کنترل مناسب از سیستم فرمان SBW (سیستم فرمان سیمی) استفاده شده است. به این منظور ابتدا یک مدل چهار درجه آزادی غیرخطی با متغییرهای حالت زاویه غلت، سرعت طولی، نرخ زاویه چرخش و سرعت جانبی توسعه داده شده است. به منظور طراحی کنترلر که بر پایه مدل است با سادهسازیهای منطقی به یک مدل سادهتر دست یافته شده است. در مدل ساده شده با 2 درجه آزادی خطی متغییرهای حالت نرخ چرخش و سرعت جانبی به عنوان متغییرهای حالت اصلی در فرمانپذیری استفاده شده است. برای بررسی رفتار سیستم کنترلی، ورودی کنترلی بهنیه به کمک روش همیلتون با توجه به مدل ساده شده، طراحی شده است. این کنترلر به سیستم 4 درجه آزادی خودرو که بر پایه اطلاعات خودرو Jeep Cherokee صحهگذاری شده، در جاده خشک و جاده با اصطکاک کم (خیس) اعمال شده است. به کمک شبیهسازی تأثیر سیستم کنترلی بهینه SBW در مقایسه با شرایط خودرو بدون کنترلر مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و در نتیجه رفتار چرخشی خودرو بهبود یافته است. به این ترتیب زاویه فرمان اعمالی از طریق راننده به کمک سیستم کنترلی اصلاح میشود. در انتها یک سیستم سختافزار در حلقه برای شبیهسازی کنترل خودرو به کار گرفته شده است. در این سیستم ECU کنترلی سیستم فرمان به رایانه متصل شده و خروجیهای قابل اندازهگیری مدل را به عنوان ورودی دریافت میکند. این کنترلر میتواند خودرو را در شرایط جاده برفی و آزمون سینوسی به خوبی پایدار کرده و عملکرد مشابه کنترلر در شبیهسازی رایانهای نشان میدهد.
فرمانپذیری
تغییرات زاویه چرخش
سیستم فرمان سیمی
کنترل بهینه
تخمینگر
مدل غیرخطی
2014
03
21
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1393
10
1
شناسایی عیوب سطحی و زیرسطحی سازه بر اساس انتشار امواج لم
مهیار
قمری
محمد
طاهای ابدی
در این مقاله امواج لم ایجاد شده با تحریک لایه پیزوالکتریک متصل به سازه برای شناسایی عیوب سطحی و زیرسطحی استفاده میشود. لایه پیزوالکتریک در لحظه اولیه به صورت محرک عمل میکند تا امواج لم را در سازه ایجاد کند و سپس این لایه پیزوالکتریک به عنوان حسگری عمل میکند تا انعکاس امواج لم از سطوح مختلف سازه را شناسایی کند. مدل اجزای محدودی برای تحلیل پاسخ لایه پیزوالکتریک و سازه تحت اثر سیگنال تحریک ارائه میشود و انتشار دو دسته امواج لم متقارن و پادمتقارن در سازه شبیهسازی میشود که با سرعتهای مختلف نسبت به یکدیگر منتشر میشوند. انعکاس امواج لم در اثر برخورد با سطوح خارجی سازه یا سطوح عیوب داخلی آن با استفاده از مدل ارائه شده شناسایی میشود. عملکرد این روش برای سازه با یک یا دو شیار عرضی بررسی میشود که پهنای شیارها در مقایسه با ابعاد سازه بسیار کوچک است تا ترک عرضی در سازه را شبیهسازی کند. نتایج این تحلیل نشان میدهد که امواج لم ایجاد شده نسبت به این شیارهای عرضی بسیار حساس بوده و از انعکاسهای آن میتوان با دقت مناسبی موقعیت عیوب سطحی و داخلی سازه را شناسایی کرد.
تحلیل سلامت سازه
امواج لم
امواج الاستیک
پیزوالکتریک
تحلیل اجزای محدود
2014
03
21
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1393
10
1
مدلسازی ارتعاشات تیر با وجود اصطکاک ضعیف در دو نقطه تماسی و اعتبارسنجی با نتایج آزمایش مودال
مبین
کاویانپور
روحالله
دهقانی فیروزآبادی
در این مقاله ارتعاشات عرضی تیر اویلر- برنولی با وجود قید اصطکاک خشک ضعیف در شرایط تکیهگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه نیروی اصطکاک در شرایط مرزی به عنوان یک عامل غیرخطی نقش ایفا کرده و باعث غیرخطی شدن پاسخ میشود، فرکانسهای طبیعی نیز برخلاف سیستمهای خطی دچار تغییر شده و تابعی از نیروی اصطکاک میشود که خود نیروی اصطکاک در تکیهگاهها نیز تابعی از پارامترهای دیگر است. محاسبه فرکانسهای تیر و مدلسازی مناسب این شرایط مرزی همواره مورد علاقه پژوهشگران و محققان بوده است. در پژوهش حاضر با مدلسازی نیروی اصطکاک با استفاده از مدل غیرخطی الاستیک- پلاستیک والانیس و مدل کلاسیک اصطکاک کولمب نیروی اصطکاک در تکیهگاهها مورد بررسی قرار گرفته است. برای حل مسئله از روش شکل مودهای فرضی استفاده شده و معادلات به دست آمده با استفاده از روش عددی رانج-کوتا مرتبه 4 حل شده و این دو مدل با هم مقایسه شدهاند. برای اعتبارسنجی نتایج از آزمایش مودال استفاده شده است. در نهایت با استخراج پارامترهای مدل والانیس نشان داده شده که این مدل، انطباق خوبی با نتایج آزمایش دارد. با توجه به ضعیف بودن نیروی اصطکاک موجود در بستر، اثر نرمشوندگی در نمودارهای پاسخ فرکانس مشاهده شده است.
ارتعاشات غیرخطی تیر
مدل والانیس
مدل کولمب
آزمایش مودال
2014
03
21
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1393
10
1
طراحی یک الگوریتم نوین هدایت تناسبی با استفاده از کنترل مد لغزشی
وحید
بهنام گل
نعمت ا...
قهرمانی
در این مقاله یک قانون هدایت نوین برای کانال سمت رهگیرهای آشیانهیاب طراحی شده است. به دلیل استفاده از تئوری کنترل مد لغزشی، از معادلات غیرخطی حاکم بر هندسه درگیری استفاده شده و شتاب هدف نیز به عنوان نامعینی در نظر گرفته میشود. در اینصورت نیازی به اندازهگیری یا تخمین دقیق مانور هدف در حین پرواز نبوده و تنها از کران بالای آن استفاده میشود. طبق ایده ناوبری موازی از نرخ چرخش خط دید بین رهگیر و هدف برای تعریف متغیر لغزش استفاده شده و قانون کنترل طوری طراحی میشود که این متغیر لغزش در مدت زمان محدودی به صفر برسد. برای تولید سیگنال کنترل هموار و حذف نوسانات آن، بخش ناپیوسته قانون هدایت با یک تابع پیوسته تقریب زده شده است. تنظیم صحیح پارامترهای کنترلکننده، باعث کاهش نیروی کنترل، زمان پرواز و تلفات سرعت رهگیر میشود. نتایج شبیهسازیهای گوناگون در حضور دینامیک واقعی سیستم کنترل یک رهگیر آشیانهیاب نشان میدهد که در مقایسه با روشهای دیگر از جمله هدایت تناسبی، الگوریتم طراحی شده دارای کارایی بیشتری بوده و قادر است اهداف مانوردار را شکار کند.
قانون هدایت
رهگیر آشیانهیاب
ناوبری موازی
کنترل مد لغزشی
اهداف مانوردار
2014
03
21