كنترل ارتعاشات در سيستم ديناميكي چرخدنده-ياتاقان

Vibrations control of gear-bearing dynamic system

چرخ دنده ها يكي از منابع مهم ارتعاشات و ايجاد نويز در سيستم هاي دوار صنعتي محسوب مي شوند. به منظور طراحي و ارايه يك سيستم انتقال قدرت چرخ دنده اي آرام و بهينه، در اين پژوهش يك سيستم كنترل فعال ارتعاشات چرخ دنده-ياتاقان پيشنهاد و مورد ارزيابي قرار مي-گيرد. مدل ديناميكي ارتعاشات سيستم چرخ دنده اي با درنظر گرفتن برخي از پارامترهاي ناخواسته در طراحي از قبيل خطاهاي ساخت، تغييرات فرم دندانه، خطاهاي نصب و همچنين تحريكات ناشي از اغتشاشات گشتاور اعمالي، ارايه مي شود. براي كاهش و به حداقل رساندن اثرات نامطلوب اين پارامترها بر ارتعاشات مجموعه، سيستم كنترل فعالي پيشنهاد مي شود. ايده كنترلي مطرح شده، به كارگيري و اعمال يك نيروي تحريك در ياتاقان هاي سيستم مي باشد. سيستم كنترل مورد نظر با استفاده از كنترل فيدبك و براساس معيار كنترل H? پياده سازي مي شود. اين معيار به صورت يك تابع هزينه ارايه و الگوريتم بهينه ‌سازي گروه ذرات يا به اختصار PSO كه از روش ‌هاي بهينه ‌سازي موجود در بين روش ‌هاي هوش مصنوعي است، براي بهينه نمودن پاسخ سيستم مورد استفاده قرار مي گيرد. به منظور بررسي عملكرد سيستم كنترلي پيشنهاد شده، شبيه سازي سيستم انجام و نتايج حاصل مورد ارزيابي قرار مي گيرد.

Gears are one of the important sources of vibrations and noise in industrial rotating machinery and power transmission systems. In order to design and develop an optimal and quiet geared power transmission system, this paper presents the design of an active vibration control for gear-bearing system. A dynamic model of the geared system is presented, where some undesired parameters in the design such as manufacturing errors, teeth deformations, mounting errors as well as external excitations resulting from distributions of applied torque are included. An active control system is presents in order to control and attenuate the disturbance impress on the system vibrations. The idea behind the design of this control system is to reduce vibration transmissibility by the introduction of the excitation forces in the bearing. The controller is investigated and designed by using feedback control and based on the H?control approach. It can be presented as an optimization problem. To solve this optimization problem, Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm is used, which is one of the optimization methods available among artificial intelligence. The simulation results are performed to investigate performance of the control system.