การปรับสัญญาณอินพุตสำหรับระบบทางกลไม่เชิงเส้น

Input shaping for nonlinear mechanical systems

Name: อิทธิเดช มูลมั่งมี

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วศ.ด. (วิศวกรรมเครื่องกล) 2566

Classification :.LCCS: TA355

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สาขาวิศวกรรมเครื่องกล -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: การสั่นสะเทือนเชิงกล

ThaSH: วิศวกรรมเครื่องกล

Abstract: การปรับสัญญาณอินพุตทำงานโดยอาศัยการคอนโวลูชันระหว่างสัญญาณอินพุตกับขบวนของสัญญาณอิมพัลซ์ที่มีแอมปลิจูดและเวลาที่เหมาะสม เป็นผลให้ผลตอบสนองในระบบยืดหยุ่นหักล้างกันจึงไม่มีการสั่นสะเทือนตกค้าง ตัวปรับสัญญาณอินพุตอยู่ในส่วนป้อนไปข้างหน้าของระบบควบคุมในรูปของตัวกรองผลตอบสนองอิมพัลซ์จำกัด เทคนิคการปรับสัญญาณอินพุตให้ผลลัพธ์การควบคุมการสั่นสะเทือนได้ดีในระบบเชิงเส้นที่ทราบความถี่ธรรมชาติและอัตราส่วนการหน่วง อย่างไรก็ตามในทางปฎิบัติ ระบบที่มีการสั่นสะเทือนล้วนเป็นระบบไม่เชิงเส้นซึ่งความถี่ธรรมชาติและอัตราส่วนการหน่วงไม่เป็นค่าคงตัว ตัวปรับสัญญาณอินพุตที่ออกแบบจากระบบเชิงเส้นจึงไม่สามารถนำมาใช้ในระบบไม่เชิงเส้น วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ศึกษาการปรับสัญญาณอินพุตในระบบทางกลไม่เชิงเส้นโดยแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ 1) พัฒนาระบบควบคุมป้อนกลับร่วมกับการปรับสัญญาณอินพุต โดยใช้เทคนิคการทำให้เป็นระบบเชิงเส้นโดยการป้อนกลับหรือใช้การควบคุมด้วยแบบจำลองอ้างอิง ทำให้ระบบปิดเป็นระบบเชิงเส้นที่ทราบความถี่ธรรมชาติและอัตราส่วนการหน่วง การสั่นสะเทือนในระบบปิดสามารถขจัดได้โดยใช้ตัวปรับสัญญาณอินพุตเชิงเส้นทั่วไปวางไว้ภายนอกลูป 2) พัฒนาเทคนิคการปรับสัญญาณอินพุตไม่เชิงเส้นโดยวิธีพลังงานสำหรับระบบยืดหยุ่นแข็งเกร็งไม่เชิงเส้นที่มี 2 องศาอิสระ โดยอาศัยระบบมวลสองก้อนเชื่อมโยงกันด้วยสปริงและตัวหน่วงเป็นตัวแทนระบบยืดหยุ่นแข็งเกร็งทั่วไป ตัวปรับสัญญาณอินพุตไม่เชิงเส้นที่ได้อยู่ในรูปแบบปิดซึ่งสามารถใช้กับระบบที่มีเงื่อนไขค่าเริ่มเป็นศูนย์ นอกจากนั้น ได้พัฒนาตัวปรับสัญญาณอินพุตเพื่อแก้ปัญหาระบบที่มีเงื่อนไขค่าเริ่มต้นไม่เป็นศูนย์ สมรรถนะความคงทนของตัวปรับสัญญาณอินพุตไม่เชิงเส้นที่ออกแบบสามารถพิจารณาได้โดยวิธีวิเคราะห์จากฟังก์ชันเวลาของสัญญาณอิมพัลซ์และยืนยันผลการวิเคราะห์ด้วยกราฟเส้นโค้งความไว Input shaping techniques operate based on the convolution between the input signal and a sequence of impulse signals with appropriate amplitudes and timings, resulting in the cancellation of responses in flexible systems and thus eliminating residual vibrations. The input shaper is placed in the feedforward part of the control system as a finite impulse response filter. These techniques are effective in linear systems with known natural frequencies and damping ratios. However, in practice, vibrating systems are nonlinear, with variable natural frequencies and damping ratios, reducing the effectiveness of linear system-designed input shapers. This thesis investigates input shaping in nonlinear mechanical systems, divided into two parts: 1) Developing a feedback control system combined with input shaping, using feedback linearization or model reference control to linearize the closed-loop system, allowing the elimination of vibrations with a linear input shaper. 2) Developing nonlinear input shaping techniques using energy methods for nonlinear rigid-flexible systems with two degrees of freedom, represented by a two-mass system connected by a spring and damper. The nonlinear input shapers are in a closed form and can be applied to systems with zero or non-zero initial conditions. The robustness of these shapers is evaluated by analyzing the impulse signal’s time function and confirmed through sensitivity curves

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: วิทิต ฉัตรรัตนกุลชัย

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Name: จันทนา จันทราพรชัย

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Created: 2566

Modified: 2569-06-18

Issued: 2569-06-18

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://kasetsart.idm.oclc.org/login?url=https://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2566/ittidej-moon-all.pdf

CallNumber: TA355 .อ44

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต

Level: ปริญญาเอก

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ittidej-moon-all.pdf	10.26 MB

ใช้เวลา

0.046972 วินาที