Estratto del documento

Control and actuating devices for mechanical systems

Prof. Edoardo Sabbioni

Control strategy

Variables:

  • Manipulated: I can control them
  • Non manipulated: Unknown or unwanted input of my system
  • Observable: All the variables I can measure
  • Non observable: Non measurables

Feedforward control (FFC)

Target control based on a model:

  • Demand
  • Actuator
  • Torques
  • Forces

System inputs response:

ϐc: Control forces

ϐd: Deterministic forces

ϐrand: Random forces

mẍ + rẋ + kx = ϐc + ϐd + ϐrand

Target: X ≡ Xr (reference)

Xr FFC ϐc SYSTEM X ϐd + ϐrand

m̂ẍr + r̂ẋr + k̂xr = ϐc + ϐd

ϐc - ϐc(t) = m̂ẍr + r̂ẋr + k̂xr - ϐd

mẍ + rẋ + kx = m̂ẍr + r̂ẋr + k̂xr - ϐd + ϐd + ϐrand

The model is the one of the equation of motion:

I don't add ϐrand because it's unknown. We substitute this into our equation of motion under this hypothesis of m = m̂, r = r̂, and ϐrand negligible

X ≡ Xr

In general:

X(t) = XH(t) + XP,r(t) + XP,rnd(t)

  • Particular solution due to random forces
  • Particular solution due to reference forces
  • Homogenous solution

Homogeneous solution

It's the transient, we have when mẍ + rẋ + kx = 0

XH = A1 eλ1t + A2 eλ2t

λ1,2 = -σ ± iω

σ = r/2m = hω0; ω = ω0√1-h2

ω0 = √k/m; h = r/2mω0

FFC does not affect transient, it depends only on m, r, k

Particular solution

Random force frand

∫frand = ∑k=1Nc |Frand,k| cos(kΩ0t + φk) = ∑k=1Nc Re (Frand,k eikΩ0t)

k = kΩ0)

The response to a harmonic function is an harmonic function too

XP,rnd = ∑k=1Nc |Xrnd,k|cos(Ωkt + Θk)

FRF = G(Ω) = Xend / βend = 1 / (-mΩ2iΩc+k)

Also in this case FFC does not affect FRF

If π↑, the peak lowers, but the resonance region is larger. We have to make a trade-off

2π / Ω

Xc(t) = Σ n=1N |Xn| cos(Ωnt + αn) = Σn=1N Re(Xn ent)

Eq. of motion to get particular solution of βc

Derivatives

mẍc+rẋc+kXc = βc

{ ẋn(t) = Σn=1N Re(iΩnXn ent)

n(t) = Σn=1N Re(-Ωn2Xn ent)

So I get

βc(t) = Σn=1N Re[(-mΩn2+irΩn+k) Xn ent]

Xr = G-1(i)c = - mn2 + in + Xp,R(t) = ∑k=1N Re (XR,k eikt) = ∑k=1N |XR,k| cos(kt + k)

If we substitute gw with gc w G(i) = X/ we get an insanity

In practice it’s impossible: We can’t exactly estimate m,, (R = the hardest)

During resonance we get big displacement and low forces

We may consider only the low freq. component of |Xc| ⇒ Xo

It’s not a triangular wave anymore but a sinusoidal

Summary FFC

  • Transient not affected
  • Disturbances are not reduced
  • In theory we have perfectly X ≅ Xr
  • In practice a lot of issues are present due to approximation

Feedback

Anteprima
Vedrai una selezione di 23 pagine su 109
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 1 Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 2
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 6
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 11
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 16
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 21
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 26
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 31
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 36
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 41
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 46
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 51
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 56
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 61
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 66
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 71
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 76
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 81
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 86
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 91
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 96
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 101
Anteprima di 23 pagg. su 109.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Control and Actuating Devices for Mechanical Systems Pag. 106
1 su 109
D/illustrazione/soddisfatti o rimborsati
Acquista con carta o PayPal
Scarica i documenti tutte le volte che vuoi
Dettagli
SSD
Ingegneria industriale e dell'informazione ING-IND/13 Meccanica applicata alle macchine

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher giagia.512 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Controlli e azionamenti e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Milano o del prof Sabbioni Edoardo.
Appunti correlati Invia appunti e guadagna

Domande e risposte

Hai bisogno di aiuto?
Chiedi alla community