مدل‌سازی و شناسایی سیستم چرخ عکس‌العملی با استفاده از داده‌های تجربی

Abstract

در این مقاله، مدل دینامیکی خطی یک چرخ عکس‌العملی نمونه با استفاده از داده‌های تجربی شناسایی شده است. بدین منظور اطلاعات ورودی- خروجی چرخ عکس‌العملی در بستر سخت‌افزار در حلقه که شامل چرخ عکس‌العملی، درگاه ارتباطی CAN، برد پردازشی و نرم‌افزار لب‌ویو بوده، بصورت برخط با نرخ یک مگا بیت بر ثانیه ارسال و دریافت شده است. مدل‌سازی با فرض جعبه سیاه بودن مجموعه چرخ عکس‌العملی و مدار کنترلی داخل آن، با در نظر گرفتن ملاحظات آزمون تجربی، انجام شده است. در این راستا ابتدا رفتار چرخ عکس‌العملی با اعمال ورودی‌های سرعت زاویه‌ای و شتاب زاویه‌ای بررسی شده، سپس سیگنال‌های ورودی PRBS و Chirp برای شناسایی مدل چرخ توسط بستر سخت‌افزاری تولید و به چرخ اعمال شده است. داده‌های اعمالی فرمان و بازخورد ذخیره و بعد از بازیابی جهت شناسایی مدل چرخ استفاده شده است. با توجه به رفتار موتور الکتریکی، مدل‌های دینامیکی خطی ARX و ARMAX برای شناسایی مدل چرخ، در نظر گرفته شده و شناسایی برای چند مرتبه مختلف از مدل برای پاسخ سرعت زاویه‌ای انجام شده است. همچنین مرتبه تاخیر مناسب برای سیستم حلقه بسته چرخ و کنترل‌کننده آن بررسی و استخراج شده است. نهایتاً خروجی مدل پیشنهادی به‌ازای یک سیگنال آزمون جدید با خروجی واقعی چرخ مقایسه و مدل پیشنهاد شده بوسیله داده‌های ارزیابی صحت‌سنجی شده است. نتایج مدل ارائه شده عملکرد مناسب مدل پیشنهادی برای بیان رفتار چرخ عکس‌العملی را نشان می‌دهد.