Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Behbahani,Saeed ZeiaeiRad
سعید بهبهانی (استاد راهنما) سعید ضیائی راد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammadsadegh Dadgar
محمدصادق دادگر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Optimal Active Vibration Control of Circular Saw Blade
Rotating machines are basic components in various industrial applications, which are considerably vulnerable to undesired vibration. Therefore vibration of rotating systems has been studied by many researchers. In particular, rotating disks are one of the most common components in many machines and engineering devices, such as saws, and disk drives. In this research, a dynamic model is proposed, as a PDE equation, for a rotating disk. For verification of the dynamic model, natural frequencies and mode shapes are extracted by modal testing. After that, the dynamic equation is solved with using finite element method for free vibration analysis and the results are compared with the modal test results. The results represent good accuracy of the dynamic model. Next, forced vibration of the rotating disk is solved and the results are compared with different number of modes in answer with the aim to determine the effective modes. As the source of excitation on a circular saw, the cutting forces are calculated and their induced forced vibration is investigated. Then space state equation of rotating disk is extracted and active LQR controller is designed for various angular velocities. The controller is simulated in MATLAB with consideration of cutting forces and transvers forces. The results shows that in various speeds the controller has good performance, even in presence of cutting forces and chatter possibility of vibrations. Keywords: Vibration of rotating disk, Modal test, Finite element method, Active control, LQR controller
امروزه تجهیزات دوار به‌عنوان اجزای اصلی در صنایع مختلف به شمار می‌روند. ازاین‌رو ‌ بررسی رفتار ارتعاشی سیستم‌های دوار به‌طور چشم‌گیری موردتوجه محققان قرارگرفته است. ازجمله اجزای دوار که به‌صورت گسترده در بسیاری از ماشین‌ها و دستگاه‌های مهندسی یافت می‌شوند، می‌توان به دیسک‌های دوار اشاره کرد. در این پژوهش یک مدل دینامیکی به‌صورت یک معادله دیفرانسیل پاره‌ای برای دیسک ارائه می‌گردد. در ادامه برای صحت سنجی مدل ریاضی، فرکانس‌های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی دیسک با استفاده از تست مودال استخراج‌شده است. پس‌ازآن با استفاده از روش المان محدود، معادله دینامیکی برای تحلیل ارتعاشات آزاد دیسک حل‌شده و نتایج آن با تست مودال مقایسه شده‌است. نتایج نشان‌دهنده دقت خوب مدل ارائه ‌شده می‌باشند. در ارتعاشات اجباری دیسک دوار، پاسخ با در نظر گرفتن تعداد مودهای مختلف بررسی‌شده و نتایج با یکدیگر مقایسه و سپس مودهای تأثیرگذار بروی پاسخ مشخص‌شده‌اند. همچنین اثرات مربوط به نیروهای برشی در پاسخ ارتعاشات اجباری بررسی‌شده است. پس‌ازآن معادله فضای حالت دیسک استخراج‌ و در سرعت‌های زاویه‌ای مختلف، یک کنترل‌کننده LQR برای کنترل ارتعاشات عرضی دیسک با رویکرد کنترلی فعال طراحی‌شده است. سپس با در نظر گرفتن نیروهای برشی و نیروهای عرضی روی دیسک، شبیه‌سازی کنترل‌کننده با استفاده از نرم‌افزار متلب انجام‌شده است. از نتایج به‌دست‌آمده در سرعت‌های مختلف می‌توان نتیجه گرفت که کنترل‌کننده حتی در حضور نیروهای برشی و همچنین در سرعت‌هایی که ارتعاشات ناپایدار رخ می‌دهد، عملکرد خوبی دارد. کلمات کلیدی: ارتعاشات دیسک دوار، تست مودال، روش المان محدود، کنترل فعال، کنترل‌کننده LQR

ارتقاء امنیت وب با وف بومی