مدلسازی کنترل دیجیتال کاردینگ الیاف کوتاه

در این پژوهش، پس از مروری بر سیر تحولات تاریخی علم کنترل، اجزا و سیگنال های تشکیل دهنده در انواع سیستم های کنترل بررسی شده است. درادامه، روند مدل سازی و شبیه سازی، به عنوان دو ابزار اصلی در بکارگیری علم کنترل در سایر علوم و صنایع، با هدف طراحی سیستم کنترل، طبق رویکردهای متفاوت، مطالعه شده اند. در این میان، با توجه به موضوع پژوهش انجام شده، معرفی رویکرد دیجیتال و چگونگی اعمال آن در طراحی کنترلگر، به تفصیل شرح داده شده است. پس از آشنائی با اصول کاربردی علم کنترل، به موارد استفاده از آن ها در ماشین آلات، فرآیندها یا محصولات خطوط ریسندگی، بافندگی، رنگرزی و تکمیل، به اختصار اشاره شده است. این درحالیست که، به دلیل تمرکز بر ماشین کارد الیاف کوتاه در پژوهش ارائه شده، مطالعات انجام شده روی کاردینگ الیاف بلند و کوتاه از دیدگاه علم کنترل، شرح بیشتری داده شده است. کم توجهی به ماشین کارد الیاف کوتاه علیرغم اهمیت آن، و مهم تر، کاستی موجود در مطالعات گذشته ناشی از عدم رعایت هدف اصلی از مدل سازی به منظور طراحی کنترلگر، سبب شد تا در پژوهش پیش رو، عملکرد این سیسستم از دیدگاه علم کنترل، به ویژه باتوجه به مزایای رویکرد دیجیتال، از این زاویه مورد مطالعه قرارگیرد. بدین منظور، با درنظرگرفتن کمبود قابل توجه مطالعات کنترلی صورت گرفته روی ماشین کارد الیاف کوتاه، پس از اثبات نیاز آن به کنترلگر و با تسلط بر اصول طراحی سیستم کنترل برای یک سامانه، به مراحل مدل سازی، شبیه سازی و طراحی کنترلگر آنالوگ و سپس دیجیتال برای این ماشین، پرداخته شده است. بدین منظور در گام اول، نمودار بلوکی مختص ناحیه کاردینگ ارائه شد. این امر که در مطالعات گذشته بررسی نشده، با ارائه نمودار بلوکی برای کل ماشین و با درنظر گرفتن اهمیت انتخاب صحیح متغیر کنترل، ادامه می یابد. سپس، برای نخستین بار، نایکنواختی های ضخامتی موجود در لایه بالش تغذیه شونده به ماشین، به صورت اغتشاشات پالس، پله و سینوسی درنظرگرفته شدند. در مرحله نهایی، طراحی کنترلگر مناسب از طریق مقایسه عملکرد کنترلگرهای آنالوگ و سپس کنترلگرهای دیجیتال p، pi، pd و pid، تنظیم شده با بهره های متفاوت، انجام گرفته است. نتایج نشان داده انده که کنترلگر دیجیتال pid، با بهره هایk_p=98, k_i=3.5, k_d=50، طراحی شده برای نخستین بار، به واسطه تضعیف اغتشاشات، کاهش خطای ماندگار، بهبود عملکرد حالت گذرای سیستم و تأمین پایداری، بهترین شرایط را برای ماشین کارد الیاف کوتاه فراهم می آورد. جمع بندی نهائی و پیشنهاداتی مبنی بر ادامه کار نیز ارائه شده اند.