کاربرد فیلتر تطبیقی حداقل میانگین مربعات نرمال شده برای کنترل ارتعاش لرزه

در این مقاله یک سیستم کنترل فعال ارتعاشات برای حذف لرزه ابزار داخل تراش در فرآیند تراشکاری داخلی ارایه شده است. این سیستم شامل ابزار داخل تراش مجهز به عملگر الکترومغناطیس و سنسور شتاب سنج به همراه یک الگوریتم کنترل تطبیقی بدیع است که معمولا در حوزه کنترل فعال نویز صوتی مورد استفاده قرار می گیرد. الگوریتم کنترل پیشنهادی با نام FxNLMS پس خور شناخته شده و شامل دو فیلتر تطبیقی با پاسخ ضربه محدود است. یکی از این فیلترها با عنوان فیلتر مدل نامیده شده و تخمینی از مدل دینامیکی مجموعه عملگر- ابزار ارایه می دهد. فیلتر تطبیقی دیگر به عنوان فیلتر کنترل بوده و معکوس دینامیک مسیر پیشرو را تخمین می زند. ضرایب وزنی این فیلتر تطبیقی با بهره گیری از الگوریتم حداقل میانگین مربعات نرمال شده تنظیم می شود. ابتدا در آزمون کنترل ضربه نشان داده است که با بهره گیری از این کنترلر تطبیقی، دامنه منحنی پاسخ فرکانسی مسیر پیشرو در مجاورت مود اصلی آن تا میزان ۳۶دسی بل کاهش می یابد. سپس با اجرای تراشکاری داخلی روی قطعاتی از جنس آلومینیوم آلیاژی رده ۶۰۶۳-T۶ کارآیی کنترلر پیشنهادی برای حذف ناپایداری لرزه ارزیابی شده است. در اثر عملکرد بهینه کنترلر تطبیقی، دامنه منحنی چگالی طیفی توان سیگنال شتاب نوک ابزار به میزان ۶۸دسی بل کاهش یافته و عمق برش متناظر با آستانه پایداری در فرآیند برش به میزان ۱۰ برابر افزایش یافته است. همچنین مقدار زبری سطح قطعه کار در حالت دارای کنترل، تا ۸ برابر نسبت به حالت بدون کنترل بهبود یافته است. به علاوه هزینه عملگر نیز تا ۳ برابر نسبت به کنترلر انتگرال گیر بهینه با ضریب بهره ثابت کاهش داشته است.

Keywords:

Active Vibration Control , Adaptive FIR Filter , Signal Processing , Stability Improvement , Chatter Suppression , Active Boring Bar , Adaptive Inverse Control , کنترل فعال ارتعاشات , فیلتر تطبیقی با پاسخ ضربه محدود , پردازش سیگنال , ارتقای پایداری , حذف ناپایداری لرزه , ابزار داخل تراش فعال , کنترل تطبیقی معکوس