A Surveillance of Dynamic Processes on Selected Mechatronic Systems

• Autorzy: Kaliński K. , Galewski M. , Mazur M.

Warianty tytułu

PL

Nadzorowanie procesów dynamicznych w wybranych układach mechatronicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper concerns development of original method of optimal control at energy performance index and its application to dynamic processes surveillance of some mechatronic systems. The latter concerns chatter vibration surveillance during highspeed slender milling of rigid details, as well as motion control of two-wheeled mobile platform. Results of on-line computer simulations and real performance on the target objects reflect a great efficiency of the processes surveillance.

PL

Artykuł poświęcony jest przedstawieniu oryginalnej metody sterowania optymalnego z wykorzystaniem energetycznego wskaźnika jakości i jej zastosowaniu do nadzorowania procesów dynamicznych w wybranych systemach mechatronicznych. W szczególności dotyczy to nadzorowania drgań chatter podczas obróbki szybkościowej przedmiotów sztywnych z wykorzystaniem narzędzi smukłych oraz sterowania ruchem dwukołowej platformy mobilnej. Rezultaty symulacji komputerowych oraz przeprowadzone badania eksperymentalne na rzeczywistych obiektach pokazują dużą efektywność proponowanej metody.

Słowa kluczowe

EN

optimal control; high speed milling; mobile robots; process surveillance

PL

optymalna kontrola; roboty mobilne; frezowanie z dużymi prędkościami

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. LX, nr 3
• Strony: 347--367
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Kaliński K.

• Gdansk University of Technology, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

autor

Galewski M.

• Gdansk University of Technology, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

autor

Mazur M.

• Gdansk University of Technology, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

Bibliografia

• [1] Gawronski W.: Dynamics and control of structures - A modal approach. New York, Springer, 1999.
• [2] Górecki H., Fuksa S., Korytowski A., Mitkowski W.: Sterowanie optymalne w systemach liniowych z kwadratowym wskaźnikiem jakości (Optimal control in linear systems at quadratic performance index). Warszawa, PWN, 1983.
• [3] Jezequel L., Roberti V.: Optimal preview semiactive suspension. Transactions of the ASME Journal of Dynamic Systems Measurement and Control, 1996, Vol. 118, March, 99-105.
• [4] Kalinski K.: Nadzorowanie drgań układów mechanicznych modelowanych dyskretnie (Vibration surveillance of mechanical systems which are idealised discretely). Gdansk, Wydawnictwo PG, 2001. ISBN 83-88007-83-1.
• [5] Tou J.T.: Nowoczesna teoria sterowania (Modern control theory). Warszawa, WNT, 1967.
• [6] Engel Z., Kowal J.: Sterowanie procesami wibroakustycznymi (Control of vibroacoustic processes). Kraków, Wydawnictwa AGH, 1995. ISSN 0239-6114.
• [7] Marchelek K.: Dynamika obrabiarek (Dynamics of machine tools). Warszawa, WNT, 1991.
• [8] Tomków J.: Wibrostabilność obrabiarek (Vibrostability of machine tools). Warszawa, WNT, 1997.
• [9] Xiao M., Karube S., Soutome T., Sato K.: Analysis of chatter suppression in vibration cutting.International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2002, Vol. 42, No. 15, pp. 1677-1685.
• [10] Mei Z., Yang S., Shi H., Chang S., Ehmann K.F.: Active chatter suppression by on-line variation of the rake and clearance angles in turning-principles and experimental investigations. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 1994, Vol. 34, No. 7, pp. 981-990.
• [11] Shiraishi M., Yamanaka K., Fujita H.: Optimal control of chatter in turning. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 1991, Vol. 31, No. 1, pp. 31-43.
• [12] Ganguli A., Deraemaekar A., Horodinca M., Preumont A.: Active damping of chatter in machine tools-demonstration with a “Hardware in the Loop” Simulator. Journal of Systems and Control Engineering, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, 2005, Vol. 219, No. 15, pp. 359-369.
• [13] Kim M.H., Won D., Ziegert J.: Numerical analysis and parameter study of a mechanical damper for use in long slender endmills. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2006, Vol. 46, pp. 500-507.
• [14] Rashid M.K.: Simulation study on the improvements of machining accuracy by using smart materials. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2005, Vol. 21, pp. 249-257.
• [15] Liao Y.S., Young Y.C.: A new on-line spindle speed regulation strategy for chatter control. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 1996, Vol. 35, No. 6, pp. 651-660.
• [16] Tarng Y.S., Lee E.C.: A critical investigation of the phase shift between the inner and outer modulation for the control of machine tool chatter. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 1997, Vol. 37, No. 12, pp. 1661-1672.
• [17] Soliman E., Ismail F.: Chatter suppression by adaptive speed modulation. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 1997, Vol. 37, No. 3, pp. 355-369.
• [18] Galewski M., Kalinski K.: Nadzorowanie drgań przy frezowaniu szybkościowym smukłymi narzędziami ze zmienną predkościa obrotową (Vibration surveillance at high speed slender milling with a use of changing spindle speed). Gdansk, Wydawnictwo PG, 2009.
• [19] Kalinski K.J., Galewski M.A.: Chatter vibration surveillance by the optimal-linear spindle speed control. Mechanical Systems and Signal Processing, 2011, Vol. 25, No. 1, pp. 383-399.
• [20] Przemieniecki J.S.: Theory of Matrix Structural Analysis. Dover Publications, 1985.
• [21] Kalinski K.J.: Nadzorowanie procesów dynamicznych w układach mechanicznych (A surveillance of dynamic processes in mechanical systems). Gdansk, Wydawnictwo PG, 2012. ISBN 978-83-7348-448-1.
• [22] Giergiel M.J., Hendzel Z., Zylski W.: Modelowanie i sterowanie mobilnych robotów kołowych (Modelling and control of wheeled mobile robots). Warszawa, PWN, 2002.
• [23] Mazur M.: Nadzorowanie ruchu 2-kołowej platformy mobilnej z zastosowaniem sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości, Praca doktorska (Motion surveillance of 2-wheeled mobile platform with a use of the optimal control at energy performance index Ph.D thesis), Politechnika Gdanska, Gdańsk, 2010.