پیاده‌سازی الگوریتم‌های تطبیقی و تناسبی- انتگرالی در دستگاه آزمایش خستگی سروهیدرولیک

نویسندگان

چکیده

به فرآیند خرابی ناشی از نیروی نوسانی، خستگی اطلاق می‌شود و حداقل نیمی از خرابی‌های مکانیکی، ناشی از این فرآیند است. پژوهش تجربی در این زمینه و صحه‌گذاری نتایج تئوری، نیازمند دستگاه‌های آزمایش خستگی کششی- فشاری با قابلیت‌های ویژه می‌باشد. کنترل ساختاریافته نیرو تاثیر زیادی بر روی صحت نتایج آزمون‌ها داشته و از مهم‌ترین قمست‌های دستگاه آزمایش خستگی می‌باشد. هدف اصلی این مقاله، ارتقای واحد کنترل دستگاه آزمایش خستگی کششی– فشاری از نوع سروهیدرولیک به­منظور کاهش زمان نشست می‌باشد. مهم­ترین مسأله پیش رو، عدم قطعیت در اندازه سختی قطعه­کار مورد آزمایش می‌باشد. در این پژوهش پارامترهای مدل ریاضی دستگاه آزمایش خستگی شناسایی و کنترل­گر تناسبی- انتگرالی طراحی و پیاده­سازی شده است. بررسی نتایج تجربی به­دست­آمده از پیاده­سازی این کنترل­گر بر روی نمونه‌های مختلف نشان می‌دهد که زمان نشست در هنگام آزمون خستگی قطعات با سختی کم، بیش از حد انتظار است. لذا برای حل این مسأله، الگوریتم کنترل تطبیقی پیشنهاد و پیاده­سازی شده ­است. جهت تامین پاسخ مناسب سامانه به اغتشاشات، الگوریتم کنترل تطبیقی پیشنهادی با کنترل­گر تناسبی- انتگرالی ترکیب شد. نتایج پیاده­سازی این کنترل­گر جدید بر روی دستگاه آزمایش خستگی، نشان­دهنده کاهش 25 درصدی زمان نشست و پاسخ مناسب سامانه به نویز اندازه­گیری و اغتشاشات سامانه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Implementation of Adaptive and Proportional-Integral Algorithms in Servo Hydraulic Fatigue Testing Machines

چکیده [English]

The process of failure due to oscillating forces is referred as fatigue, which is the main cause of mechanical failures.
Experimental research in this area for validation of theoretical results requires a tension-compression fatigue testing
machine equipped with special capabilities. The organized control of force plays an important role in the validity of test
results and is an essential part of fatigue testing machines. The main aim of this paper is to enhance the control unit of
servo-hydraulic fatigue testing machines in order to reduce settling time. The most important issue is uncertainties in
the measurement of the specimen’s stiffness. In this study, the parameters related to mathematical model of fatigue
testing machines are detected and the proportional-integral controller is designed and implemented. The obtained results
of implementation of this controller shows that the settling time related to the fatigue testing of parts with low stiffness
is more than what is expected. Thus, an adaptive controller is proposed and implemented in order to reduce the settling
time. So as to obtain more appropriate response to disturbance, the proposed algorithm is combined with the
proportional-integral controller. Using this novel controller decreases settling time by 25 % and makes the system
response to measurement noise and disturbance more desirable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adaptive Control
  • Fatigue Testing Machine
  • PID Controller
  • Force control
  • Fatigue Test