Eliminar las vibraciones mecánicas conduce a mejores sistemas mecatrónicos.
Para sistemas de ingeniería de precisión, como reproductores de CD y DVD, sistemas antibloqueo de frenos y unidades de disco duro de computadora, la vibración puede afectar significativamente el rendimiento. Ahora, los ingenieros de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR, Singapur, tienendesarrolló un método eficiente y confiable para eliminar una fuente importante de vibración.
La vibración es una fuente desestabilizadora importante que puede degradar seriamente la operación, disminuir la vida laboral y, en algunos casos, provocar fallas catastróficas de los dispositivos mecatrónicos sistemas mecánicos, eléctricos e informáticos integrados producidos internamente a partir de fuentes deruido, como motores, cojinetes y otras partes móviles, así como el ruido eléctrico, la vibración no deseada debe eliminarse o compensarse.
Modos resonantes mecánicos: frecuencias que coinciden con las de uno o más de los componentes mecánicos de un sistema, cuyos efectos se pueden sentir cuando una parte de un automóvil comienza a vibrar a una velocidad particular, cuyas frecuencias naturales están por encima de un nivel específicola frecuencia de un sistema mecánico de datos muestreados, denominada frecuencia de Nyquist, se refleja a bajas frecuencias y se vuelve indistinguible de la señal de salida. Estas señales son difíciles de identificar y, por lo tanto, no se extraen fácilmente.
Yan Weili y sus colegas del Instituto de Almacenamiento de Datos A * STAR han desarrollado un poderoso modelo matemático que identifica modos de resonancia mecánica por encima de la frecuencia de Nyquist que conducen a la vibración, por lo que pueden eliminarse potencialmente, lo que lleva a un mejor rendimiento de los sistemas mecatrónicos.
"Nuestro método puede implementarse potencialmente en sistemas mecatrónicos sin la necesidad de ningún equipo externo, como un vibrómetro Doppler láser o señales de excitación externas", dice Yan. "Requiere menos tiempo y no es tan pesado como el cálculo".métodos analógicos, y se pueden aplicar a sistemas mecatrónicos de ultra alto rendimiento y control de movimiento avanzado para sistemas de nano-posicionamiento ".
Los investigadores utilizaron un método matemático basado en el modelado estadístico, conocido como un algoritmo de mínimos cuadrados recursivo basado en la técnica de transformación polinómica, para generar primero un modelo de tasa mixta utilizando entradas de frecuencia de muestreo rápida y salidas de frecuencia de muestreo lenta que identifica la mecánicaresonancias más allá de la frecuencia de Nyquist, y luego derivar un modelo de frecuencia rápida que involucra entradas de frecuencia de muestreo rápida y salidas de frecuencia de muestreo rápida de las cuales se pueden extraer las frecuencias no deseadas.
Para evaluar su enfoque, los investigadores utilizaron un actuador de motor de bobina móvil en un disco duro comercial, un componente mecatrónico típico que contiene muchos modos resonantes mecánicos, y utilizaron la simulación y la experimentación para verificar su efectividad.
"Los resultados de la simulación y la experimentación estuvieron de acuerdo, confirmando que el enfoque de identificación paramétrica es eficiente, consistente y puede realizarse en línea", dice Yan.
Los investigadores afiliados a A * STAR que contribuyen a esta investigación son del Data Storage Institute
Referencia: Pang, CK, Yan, W. y Du, C. Identificación multirrate de resonancias mecánicas más allá de la frecuencia Nyquist en sistemas mecatrónicos de alto rendimiento. Transacciones IEEE en sistemas, hombre y cibernética 46, 573-581 2016.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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