Modeling and Identification of a Linear Hydraulic Actuator
PHYSICAL DESCRIPTION
Other Physical Details
۴۰۱ص.
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
آقای دکتر علی اکبر موسویان، آقای دکتر پیام زرافشان
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
متن کامل
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Body granting the degree
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۳۹۳
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
با توجه به توسعه روز افزون اتوماسیون و استفاده از عملگرهای مختلف در صنعت، نیاز به استفاده از عملگرهایی که در عین کم هزینه بودن، سرعت و دقت بالایی را تٲمین کنند و در عین حال نگهداری و کار کردن با آنها ساده بوده و نیاز به تجهیزات جانبی کمتری داشته باشند روز به روز بیشتر احساس میشود. عملگرهای هیدرولیکی توان بالایی دارند و خواستههای فوق را به طور مطلوبی تٲمین میکنند، بههمین دلیل استفاده از آنها در سالهای اخیر در صنایع گوناگون افزایش یافته است. چالشی که هنگام استفاده از این عملگرها با آن مواجه میشویم وجود عواملی که باعث غیرخطیشدن ماهیت سیستم میشوند، میباشد. بنابراین میبایست این عوامل غیرخطیکننده تعیین و میزان و نحوه تاثیر آنها مشخص گردد. در این پژوهش پس از ذکر مقدمهای بر مدلسازی دینامیکی و ضرورت انجام آن، به برخی از تحقیقات انجام شده بر روی سیستمهای هیدرولیکی اشاره شده است. در ادامه پس از بررسی و معرفی ساختار کلی سرو مکانیزم مورد نظر، یک مدل دینامیکی غیرخطی مناسب که دربرگیرنده دینامیکهای مهم سیستم باشد، ارائه گردیده است. بدینمنظور پس از معرفی تفصیلی عملکرد و اجزاء سیالاتی شیر سرو ، دینامیک سیال عبوری از شیر و ساختار کلی موتور گشتاور، مدل دینامیکی مناسب برای بیان عملکرد شیر ارائه شده است. مدلسازی جک نیز در ادامه گزارش انجام گردیده و بخش انتهایی مدلسازی به تجمیع معادلات حاصل اختصاص داده شده است. سعی بر این بوده که مدل ارائه شده تا حد ممکن عوامل مهم و مٶثر در دینامیک سیستم را در بر داشته باشد. همچنین از دینامیکهای غیرمهم صرف نظر شده است، چرا که پیچیده شدن مدل، شناسایی پارامترها و طراحی کنترلر را بسیار سخت مینماید. سپس پارامترهای معرفی شده در بخش مدلسازی را شناسایی میکنیم. بدینمنظور به کمک دادههای حاصل از آزمایش ابتدا پارامترهای موتور گشتاور و سپس پارامترهای مربوط به معادلات حاکم بر مجموعه جک و صفحه دریافتکننده شناسایی گردیدهاند. در پایان به منظور بررسی صحت مدل ارائه شده و پارامترهای حاصل از شناسایی سیستم، نتایج حاصل از آزمایش و شبیهسازی سیستم مقایسه شدهاند که نتایج حاصل تطابق خوبی با یکدیگر دارند. در بخش پایانی پژوهش حاضر و پس از تحلیل کارایی مدل ارائه شده و تٲیید صحت آن، اثر تغییر در برخی از پارامترهای فیزیکی سیستم بر عملکرد عملگر مذکور نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت و پس از ارائه نتایج حاصله، پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی بیان شده است.
Text of Note
According to later developments in automation and requirements to utilizing various actuators in industry, needing to actuators that can satisfy high speed and accuracy simultaneously and in other hand be inexpensive is inevitable. Hydraulic actuators have these capabilities and can produce high power, therefore using of them has increased saliently in recent years. Existence of ingredients that make governing equations of hydraulic actuators nonlinear is the prime challenge of using them. So engineers should specify nonlinear ingredients and determine influence of each one. In this study after introducing hydraulic actuators and mathematical modeling, a literature survey of some works in field of hydraulic actuator dynamic modeling and identification has mentioned. Then a generic hydraulic actuator is investigated and a nonlinear mathematical model is developed. While constructing the mathematical model, to achieve a more realistic model for valve torque motor, particular test is carried out and the torque motor rotation to voltage ratio is obtained as a third order transfer function. Then the study deals with the identification of resultant nonlinear model from sampled data of input-output measurements. The data are processed by recursive least square error algorithm to provide input-output relationships of the plant dynamics. From the resultant mathematical equations and identified parameters, the actuator is modeled in MATLAB Simulink environment. To verify the consistency of Simulink model and accuracy of identified parameters, acquired experimental data is implemented in Simulink environment. The output of Simulink model simulation and the experimental data are compared. The results of comparison show that the model is good enough to simulate the behavior of the actuator. In last session influence of changing some parameters on system has investigated and some suggests for future works has mentioned