طراحی و پیاده‌سازی سامانه کنترل برای یک سرومکانیزم dc با دیتر داخلی ایجاد شده توسط چرخه حدی

هدف این مقاله طراحی سیستم کنترل وضعیت زاویه‌ای برای یک سرومکانیزم dc است. سیستم سرومکانیزم شامل یک موتور جریان مستقیم، راه‌انداز موتور، حسگر اندازه‌گیری و یک برد کنترل برای تنظیم موقعیت زاویه‌ای می‌باشد. موتور موجود در سرومکانیزم دارای عنصر غیرخطی ناحیه‌ مرده است. وجود این ناحیه‌‌ مرده باعث رفتار غیرخطی سیستم می‌شود. یک روش برای کم کردن اثرات غیرخطی در سیستم، افزودن یک سیگنال فرکانس بالا به نام دیتر به ورودی عنصر غیرخطی در آن سیستم است. دو راه برای اضافه نمودن سیگنال دیتر به سیستم وجود دارد که اولی تولید سیگنال دیتر و اضافه نمودن به طور مستقیم و دوم، تولید این سیگنال به کمک ایجاد یک چرخه حدی می‌باشد. در این مقاله از یک رله‌ و یک کنترل‌کننده مناسب استفاده شده تا یک چرخه‌ حدی با دامنه و فرکانس قابل تنظیم در سیستم سرومکانیزم ایجاد شود. این چرخه‌ حدی باعث می‌شود تا یک دیتر داخلی در سیستم به ‌وجود آید. فرکانس چرخه حدی با تعیین ضرایب کنترل‌کننده قابل تنظیم است. در نهایت با توجه به نتایج شبیه‌سازی، سرومکانیزم به طور عملی پیاده‌سازی شده و اعتبارسنجی آن انجام شده است.

Design and Implementation of a Control System for a DC Servomechanism with an Internal Dither Created by a Limit Cycle

Purpose of this paper is designing of a positional angle control system for a DC servomechanism. The servomechanism system consists of a direct current (DC) motor, a motor driver, a measuring sensor, and a control board to adjust angular position. The motor in the servomechanism has a nonlinear element called deadzone. Presence of deadzone causes the nonlinear behavior of system. Injecting a high frequency signal called dither to input of nonlinear element is a method to reduce the nonlinear effects in that system. There are two approaches of injecting dither to system, the first is generating dither and injecting independently and the second is generating dither by creating a limit cycle. In this paper, a relay and an appropriate controller are exploited to create a limit cycle with adjustable amplitude and frequency in the servomechanism system. This limit cycle generates an internal dither in the system. The frequency of limit cycle is adjustable by determining controller coefficients. Finally, according to the simulation results, the servomechanism was implemented practically and the validation is performed.