مدلسازی و طراحی کنترل کننده تطبیقی برای حذف اصطکاک در سیستم های مکانیکی

در این پایان نامه به بررسی پدیده اصطکاک و مشکلات آن در صنعت پرداخته می شود. این مشکلات شامل تاثیر اصطکاک بر حالت گذرا و ماندگار سیستم میباشد که بوسیله مدلهای استاتیک و دینامیک اصطکاک مدل شده اند. مدلهای استاتیکی اصطکاک ارائه شده در این پایان نامه شامل مدلهای کلاسیک، مدل karnopp و مدل آرمسترانگ است. مدلهای دینامیکی اصطکاک نیز شامل مدل دال، مدل bristle، مدل bliman-sorine و مدل لوگری هستند. از میان این مدلها مدل لوگری به عنوان یک مدل دینامیک، خصوصیات زیادی از اصطکاک از جمله هیسترزیس، جابجایی پیش لغزشی و اثر استریبک را در حین سادگی ارائه میدهد، بررسی میشود. سپس چند روش برای کنترل اصطکاک در سیستمهای صنعتی را با استفاده از مدل اصطکاک ارائه میدهیم.در نهایت به کنترل اصطکاک در خودرو میپردازیم. در خودرو هنگام ترمز گرفتن با افزایش مقدار اصطکاک بین تایر و جاده مواجه هستیم. برای رسیدن به این هدف ضریب لغزشی بین سرعت تایر و سرعت خودرو تعریف کرده و برای حداکثر کردن کاهش سرعت خودرو توام با کنترل پذیری آن یک کنترل تطبیقی طراحی میکنیم که مقدار لغزش خودرو را در مقدار معینی نگه دارد. سپس با روش لیاپانوف پایداری این کنترل کننده را تحلیل میکنیم.نتایج شبیه سازی بر روی دو سیستم که یکی از کنترل کننده اصطکاک برای ترمز استفاده نکرده است و دیگری از کنترل کننده برای ترمز استفاده کرده است، ارائه شده است. سیستم طراحی شده در این پایان نامه که از کنترل کننده برای ترمز استفاده کرده است، نشان میدهند که کنترل کننده تطبیقی با اعمال نیروی مناسب بر ترمز توانسته است همراه با کنترل پذیری خودرو مقدار ترمز نیز حداکثر گردد و خودرو در کمترین مکان ممکن توقف نماید، که این مهم بوسیله تنظیم مقدار لغزش چرخ، حول لغزش مطلوب انجام شده است.