آنالیز قابلیت اطمینان سیستم سروو الکتروهیدرولیک بر اساس عدم قطعیت های ناشی از ساخت موجود در پارامترهای شیر سروو

سیستم های سروو الکتروهیدرولیک از مهم ترین سیستم های کنترلی هستند که امروزه در بسیاری از حوزه ها مانند صنایع نظامی و هوافضا، اتوماسیون صنعتی، ماشین های کنترل عددی، ، صنعت نفت و گاز و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. کاربرد این سیستم ها در موارد ذکر شده، دقت عملکرد همراه با قابلیت اطمینان بالایی را می طلبد و بروز کوچکترین اشکال یا نقص در عملکرد سیستم می تواند گاهی باعث به بار آمدن خسارات جبران ناپذیری شود. خرابی یا نقص می تواند در عملکرد هر یک از اجزاء سیستم رخ دهد. مهم ترین جزء هر سیستم سروو الکتروهیدرولیکی، شیر سروو است. شیر سروو وظیفه جهت دهی و تنظیم دبی خروجی روغن را بصورت پیوسته و متناسب با جریان الکتریکی ورودی به آن بر عهده دارد. یک شیر سروو از اجزائی با حساسیت و پیچیدگی بالا تشکیل شده است که کوچک ترین تغییر در ابعاد و ویژگی های این اجزاء می تواند باعث ناپایداری، و بروز نقص در عملکرد سیستم شود. در هنگام طراحی یک شیر سروو، تمامی پارامترها و ابعاد مربوط به اجزاء تشکیل دهنده آن بصورتی طراحی می شوند که سیستم نهائی دارای بهترین و دقیق ترین عملکرد باشد. در این مرحله تمامی پارامترها به صورت قطعی در نظر گرفته می شوند. با این حال، به خاطر محدودیت های ساختی، همواره مقدار نهائی این پارامترها دارای قدری تلورانس و عدم قطعیت می باشد. این عدم قطعیت ها باعث انحراف عملکرد سیستم از حالت ایده آل و گاهی اوقات عملکرد نامناسب آن می شود. در عمل ممکن است از میان چند ده هزار شیر تولید شده، تعداد انگشت شماری بدلیل این عدم قطعیت ها، نیازهای عملکردی مورد انتظار را برآورده نکرده و نتوانند از مرحله کنترل کیفی گذر کنند. بنابراین تحلیلی دقیق از تاثیر نوع و درجه دقت فرآیندهای ساخت در هنگام طراحی می-تواند به بالا بردن قابلیت اطمینان سیستم و صرفه جوئی در هزینه ها کمک زیادی بکند. قابلیت اطمینان سیستم می تواند در کنار هزینه، سرعت و دسترس پذیری، بعنوان معیاری مناسب در انتخاب بهترین روش ساخت برای هر یک از قطعات شیر سروو بکار رود. در این تحقیق، رهیافتی نوین برای ارزیابی قابلیت اطمینان یک سیستم سروو الکتروهیدرولیک، بر اساس عدم قطعیت های ناشی از ساخت موجود در قطعات شیر سروو آن ارائه شده است. در این روش، با استفاده از تکنیک های آماری از جمله تکنیک مونت کارلو، تعداد دفعاتی که سیستم دارای عدم قطعیت، قادر به انجام عملکرد مورد انتظار نمی باشد تخمین زده شده است. برای این منظور، ابتدا با توجه به نوع فرآیند و دقت بکار رفته برای ساخت قطعات شیر سروو، پارامترهای دارای عدم قطعیت سیستم شناسایی و محدوده مقادیر قابل دستیابی برای هر پارامتر تعیین شد. سپس با آماری کردن این پارامترها و انتخاب تصادفی مقادیر از جوامع آماری تعریف شده برای آن ها و جایگزین کردن آن ها در مدل دینامیکی سیستم و اجرای آن به تعداد دفعات بسیار زیاد، رفتار آماری سیستم تخمین زده شد. در مراحل بعد، با تغییر فرآیند و یا درجه دقت ساخت هر یک از قطعات و بهبود منحنی آماری مربوط به آن ها، این محاسبات مجددا تکرار شده و روش های مختلف ساخت قطعات شیر سروو بر اساس این محاسبات با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج محاسبات نشان داد که فاصله گپ هوائی و قطر نازل های جت روغن از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر پاسخ فرکانسی سیستم هستند و صرف هزینه بیشتر برای بهبود دقت ابعادی قطعات تاثیرگذار بر این دو پارامتر، دارای توجیه اقتصادی است. در عین حال افزایش دقت ماشینکاری و سنگ زنی اسپول و اسلیو تاثیر چندانی بر عملکرد دینامیکی سیستم از خود نشان نداد. همچنین شبیه سازی ها نشان داد که پهنای لبه های اسپول و شیارهای داخلی اسلیو از عوامل تاثیرگذار بر مقدار نشتی داخلی شیر هستند و افزایش دقت ابعادی آن ها می تواند بطور قابل ملاحظه ای نشتی شیر سروو را کاهش داده و قابلیت اطمینان آن را بالا ببرد.