شناسایی مدل دینامیکی یک ابزار داخل‌تراش میراشده فعال

در این مقاله، یک مدل دینامیکی کارآمد برای ابزار داخل تراش میراشده مجهز به عملگر الکترومغناطیس ارایه شده است. مدل های دینامیکی عملگر و ابزار با بهره گیری از فرآیند شناسایی نظام مند ارایه شده در این مقاله به دست آمده اند، که مبتنی بر بهره گیری از ابزارها و روش های بنیادین مبحث شناسایی سیستم است. سیستم الکترومکانیکی یا مسیر پیشرو، از سه بخش اصلی تشکیل شده که شامل تقویت کننده توان خطی، شیکر الکترودینامیک و سازه ابزار داخل تراش است. در این مقاله، ابتدا مدل دینامیکی هر یک از زیرسیستم های تشکیل دهنده مسیر پیشرو شناسایی شده اند. بهره گیری از روش شناسایی جزء به جزء، باعث دستیابی به درک قابل توجهی پیرامون منشا رفتار غیرخطی در مدل دینامیکی مسیر پیشرو می شود. براساس مشاهدات تجربی ارایه شده، می توان نتیجه گرفت که عملگر الکترومغناطیس به صورت یک سیستم دینامیکی خطی رفتار می کند، اما در مقابل سازه ابزار داخل تراش رفتار غیرخطی از خود بروز می دهد؛ زیرا با تغییر دامنه تحریک ورودی، دقت تخمین مدل دینامیکی شناسایی شده برای ابزار داخل تراش به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. در نتیجه برای توصیف رفتار دینامیکی مسیر پیشرو برحسب فرکانس و شدت تحریک ورودی، در این مقاله یک مدل دینامیکی پارامتر متغیر ارایه شده است. این مدل دارای ساختار معلوم و پایین ترین مرتبه ریاضی ممکن است. مدل دینامیکی ارایه شده می تواند پاسخ حوزه زمان مسیر پیشرو به تحریک ورودی چِرپ را با 88% دقت تخمین بزند. همچنین این مدل در مرحله اعتبارسنجی پاسخ حوزه زمان سیستم به تحریک نویز سفید گوسی را با دقت قابل قبولی پیش بینی می نماید. به علاوه مدل دینامیکی عملگر الکترومغناطیس، می تواند سیگنال نیروی دینامیکی عملگر را با دقت بسیار خوب 85% تخمین بزند.

Identification of Dynamic Model for an Active Boring Bar

In this paper, a novel dynamic model is proposed for an actively damped boring bar equipped with electromagnetic actuator. The dynamic models of actuator and boring bar are obtained by using the suggested systematic identification approach, which is based upon the fundamental tools and techniques of system identification theory. The electromechanical system or the forward path is consisted of 3 basic components, i.e. linear power amplifier, electrodynamic shaker, and boring bar structure. In this paper, the dynamic models of forward path rsquo;s subsystems are simultaneously identified. The componentbased identification approach has led to a remarkable finding about the source of nonlinearity in the dynamic model of forward path. According to the presented experimental observations, it has been concluded that electromagnetic actuator can be modeled as a linear dynamic system, while the boring bar structure exhibits nonlinear behavior, since the prediction accuracy of boring bar dynamic model is drastically reduced by changing the amplitude of excitation. As a result, a new parameter varying dynamic model is presented for describing the dynamic behavior of forward path in terms of both frequency and excitation level. The proposed dynamic model has a predefined representation with the least possible mathematical order. It can anticipate the time domain response of forward path due to chirp excitation with 88% accuracy. In addition, during the validation stage, the proposed model forecasts the dynamic response of system due to Gaussian white noise excitation with remarkable accuracy. Moreover, the dynamic model of electromagnetic actuator can predict the dynamic force signature of actuator with 85% accuracy.