진동 시스템에서 고정 주파수 비율 방법을 통해 4개의 인덕터 모터의 다중 주파수 제어 동기화

Apr 19, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2467(2023) 이 기사 인용

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이 기사에서는 진동 시스템에서 고정 주파수 비율 방법을 사용하여 4개의 인덕터 모터의 다중 주파수 제어 동기화를 조사합니다. 진동 시스템의 전기기계적 결합 동적 모델이 확립되었습니다. 진동 시스템의 동기 조건은 작은 매개변수 방법으로 얻어집니다. 이론적 도출과 수치 시뮬레이션을 통해 진동 시스템에서 4개의 유도 전동기의 다중 주파수 자체 동기화를 실현할 수 없습니다. 다중 주파수 동기 동작의 목적을 달성하기 위해 다중 주파수 제어 동기 방법이 제안되고, 퍼지 PID 제어 방법이 도입된다. 제어 시스템의 안정성은 Lyapunov 기준에 의해 인증됩니다. 진동 시스템에 적용되는 제안된 제어 방법의 자의성을 제시한다. 이론과 시뮬레이션의 정확성을 검증하기 위해 진동 테스트 벤치가 구성됩니다. 효율성과 제안된 제어된 동기화 방법을 검증하기 위해 일부 실험이 수행되었습니다.

경제가 발전함에 따라 산업 생산에 있어 이익 추구가 특히 중요한 것으로 보입니다. 이 목표를 달성하기 위해 이에 상응하는 많은 기술이 제시됩니다. 한편, 업계의 한 분야인 진동 기계(예: 진동 스크린, 진동기 피더 등)가 농업에 대한 이점을 조사하고 있습니다1,2,3,4. 이러한 종류의 진동 기계는 일반적으로 업계에서 두 가지 패턴으로 구성됩니다. 강제 동기화의 한 가지 유형은 벨트, 기어 등에 의해 구현됩니다. 인덕터 모터 간에 동일하거나 다른 속도를 구현할 수 있습니다. 다른 유형은 Blekhman5,6이 처음 제안한 자기 동기화 이론을 기반으로 합니다. 그들의 연구에서는 동적 모델을 평균 방법을 기반으로 한 점근적 분석 방법인 멀티스케일 방법과 결합합니다. 서로 다른 시간 척도를 활용하여 진동 동작을 각각 빠른 프로세스와 느린 프로세스인 두 가지 프로세스로 나눕니다. 빠른 것은 모터 속도에 상대적이고 느린 것은 위상에 상대적입니다. 따라서 유도 모터로 구동되는 두 개의 편심 회전자(ER)가 반대 방향으로 자체 동기화를 실현합니다. 분명히, 진동 기계는 자체 동기화 이론에 의해 더 간단한 구조와 더 적은 비용으로 실현될 수 있습니다. 앞선 결과를 바탕으로 이 분야에 많은 연구자들이 관심을 갖고 있으며 급속한 발전을 이루고 있다. Wen et al.7은 고결합 역학 모델을 기반으로 진동 시스템의 특성을 분석했습니다. 또한 그들은 해밀턴 기준을 사용하여 진동 시스템의 동기 및 안정성 조건을 도출했습니다. Zhao et al.8,9는 전기기계적 결합 동적 모델을 확립하고 작은 매개변수 평균 방법을 사용하여 동기 조건의 문제를 고유값의 존재로 변환합니다. 두 모터의 자체 동기화 동작을 반대 방향뿐만 아니라 동일한 방향으로도 실현합니다. 위의 연구는 하나의 강체에서 확립되었습니다. Zhang et al.1,10,11,12,13은 다중 모터(2개 이상의 모터)를 사용한 자체 동기화 이론을 제시합니다. 그들의 연구에서는 강체를 기반으로 동적 모델이 확립되었습니다. 자기동기화의 동기화 조건과 동기화 기준을 이용하여 동적 모델의 특성 분석을 제공한다. 그들의 연구 결과에 따르면 3개의 모터를 갖춘 진동 시스템의 자체 동기화는 중첩된 진폭을 얻을 수 없으며 이 현상은 3개의 모터 사이의 제로 차이를 실현하지 못하는 것으로 나타났습니다. 위의 동기화 문제는 모두 동일한 모터 주파수를 기반으로 합니다. Inoue Junki chi14는 주파수가 다른 동기화 문제를 제시했습니다. 이들 작업에서는 4개의 모터가 수평 축이 아닌 수직 축을 따라 진동 스탠드에 대칭으로 설치됩니다. 그리고 그들은 이 비대칭 기능을 사용하여 다중 주파수 동기화를 실현합니다. 그러나 Ref.14의 moth는 고정된 동적 모델을 사용하여 하나의 동기 상태만 구현할 수 있습니다. 이 결과는 업계의 요구를 충족할 수 없습니다.