عنوان مقاله :
كاربرد فيلتر تطبيقي حداقل ميانگين مربعات نرمال‌شده براي كنترل ارتعاش لرزه
عنوان به زبان ديگر :
Application of Normalized Least Mean Square Adaptive Filter for Chatter Vibration Control
پديد آورندگان :
فلاح، محسن دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده مهندسي - گروه مهندسي مكانيك، مشهد , معتكف‌ايماني، بهنام دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده مهندسي - گروه مهندسي مكانيك، مشهد
كليدواژه :
كنترل فعال ارتعاشات , فيلتر تطبيقي با پاسخ ضربه محدود , پردازش سيگنال , ارتقاي پايداري , حذف ناپايداري لرزه , ابزار داخل‌تراش فعال , كنترل تطبيقي معكوس
چكيده فارسي :
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 36دسي‌بل كاهش مي‌يابد. سپس با اجراي تراشكاري داخلي روي قطعاتي از جنس آلومينيوم آلياژي رده 6063-T6 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 68دسي‌بل كاهش يافته و عمق برش متناظر با آستانه پايداري در فرآيند برش به ميزان 10 برابر افزايش يافته است. همچنين مقدار زبري سطح قطعه‌كار در حالت داراي كنترل، تا 8 برابر نسبت به حالت بدون كنترل بهبود يافته است. به علاوه هزينه عملگر نيز تا 3 برابر نسبت به كنترلر انتگرال‌گير بهينه با ضريب بهره ثابت كاهش داشته است
چكيده لاتين :
In this paper, a new active vibration control system has been proposed for the elimination of
boring bar chatter in the internal turning process. The system is composed of a boring bar
equipped with electromagnetic actuator and accelerometer, as well as a novel adaptive control
algorithm that is widely used in the field of active noise control. The controller is known as
feedback FxNLMS and is composed of two finite impulse response adaptive filters. One of
the filters is known as a model filter, which predicts the dynamic model of actuator-boring
bar assembly. The other is known as the control filter and anticipates the inverse model of
forwarding path dynamics. The weight vector of the adaptive filter is adjusted by using the
normalized least mean square algorithm. Firstly, the impact test is conducted in the presence of
an adaptive controller. It is observed that the magnitude of the dominant mode on the forward
path’s frequency response function is drastically suppressed by 36 dBs. Secondly, the internal
turning tests are conducted on Aluminum alloy 6063-T6, to investigate the performance of the
adaptive controller for the purpose of chatter mitigation. Due to the optimal performance of
the adaptive controller, the dominant magnitude of the boring bar’s power spectral density is
successfully attenuated up to 68 dBs, and the critical limiting depth of cut is increased by 10
folds. Also, the roughness of the machined surface is remarkably improved by 8 folds compared
to the control-off cutting test. Moreover, the actuator cost is considerably reduced by 3 folds in
comparison to the optimal constant-gain integral controller.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
