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Jul 23, 2023

Synchronisation contrôlée multifréquence de quatre moteurs à inductance par la méthode du rapport de fréquence fixe dans un système vibrant

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 2467 (2023) Citer cet article 355 Accès 1 Citations Détails des métriques Dans cet article, synchronisation contrôlée multifréquence de quatre moteurs à inductance

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 2467 (2023) Citer cet article

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Dans cet article, la synchronisation contrôlée multifréquence de quatre moteurs à inductance par la méthode du rapport de fréquence fixe dans un système de vibration est étudiée. Le modèle dynamique de couplage électromécanique du système vibrant est établi. La condition synchrone du système vibrant est obtenue avec la méthode des petits paramètres. Grâce à la dérivation théorique et à la simulation numérique, l'autosynchronisation multifréquence de quatre moteurs à induction dans le système de vibration ne peut pas être réalisée. Pour atteindre l'objectif de mouvement de synchronisation multifréquence, la méthode de synchronisation contrôlée multifréquence est proposée et une méthode de contrôle PID floue est introduite. La stabilité du système de contrôle est certifiée par le critère de Lyapunov. Le caractère arbitraire de la méthode de contrôle proposée appliquée au système de vibration est présenté. Pour certifier l'exactitude de la théorie et de la simulation, un banc d'essai vibrant est construit. Certaines expériences sont réalisées pour valider l'efficacité et la méthode de synchronisation contrôlée proposée.

Avec le développement de l’économie, la poursuite des intérêts apparaît particulièrement importante dans la production industrielle. Pour atteindre cet objectif, de nombreuses technologies correspondant à celui-ci sont présentées. Entre-temps, les machines vibrantes en tant que branche de l'industrie sont étudiées pour leurs avantages pour l'agriculture, par exemple le tamis vibrant, l'alimentateur vibrant, etc.1,2,3,4. Ces types de machines vibrantes sont généralement structurés selon deux modèles dans l’industrie. Un type de synchronisation forcée est réalisé par des courroies, des engrenages, etc. Ils peuvent mettre en œuvre des vitesses identiques ou différentes parmi les moteurs à inductance. L’autre type est basé sur la théorie de l’autosynchronisation proposée pour la première fois par Blekhman5,6. Dans leurs recherches, le modèle dynamique est combiné avec la méthode multi-échelle qui est une méthode analytique asymptotique basée sur la méthode de la moyenne. En utilisant différentes échelles de temps, ils divisent le mouvement vibratoire en deux types de processus qui sont respectivement des processus rapides et lents. Le rapide est relatif à la vitesse du moteur et le lent est relatif à la phase. Ainsi, deux rotors excentriques (ER) entraînés par des moteurs à induction réalisent l'auto-synchronisation dans les directions opposées. Évidemment, les machines vibrantes peuvent être réalisées avec une structure plus simple et à moindre coût grâce à la théorie de l'auto-synchronisation. Sur la base des résultats antérieurs, de nombreux chercheurs sont attirés dans ce domaine et celui-ci connaît un développement rapide. Wen et al.7 analysent les caractéristiques du système vibrant sur la base d'un modèle dynamique à couplage élevé. De plus, ils ont dérivé les conditions de synchronisation et de stabilité du système vibrant avec le critère de Hamilton. Zhao et al.8,9 établissent le modèle dynamique de couplage électromécanique et convertissent le problème de la condition synchrone en une existence de valeur propre avec la méthode de la moyenne des petits paramètres. Ils réalisent non seulement le mouvement d’autosynchronisation de deux moteurs dans des directions opposées mais également dans les mêmes directions. Les recherches ci-dessus sont implantées dans un seul corps rigide. Zhang et al.1,10,11,12,13 présentent la théorie de l'autosynchronisation avec plusieurs moteurs (plus de deux moteurs). Dans leurs recherches, le modèle dynamique est établi sur la base d'un corps rigide. Avec la condition de synchronisation et les critères de synchronisation de l'auto-synchronisation, l'analyse caractéristique du modèle dynamique est donnée. Les résultats de leurs recherches montrent que l'autosynchronisation du système vibrant avec trois moteurs ne peut pas obtenir une amplitude superposée et que ce phénomène ne rend pas compte des différences nulles entre trois moteurs. Les problèmes de synchronisation ci-dessus sont tous basés sur la même fréquence des moteurs. Le problème de synchronisation avec différentes fréquences est présenté par Inoue Junki chi14. Dans leur travail, quatre moteurs sont installés symétriquement sur un support vibrant le long de l'axe vertical plutôt que de l'axe horizontal. Et ils utilisent cette fonctionnalité asymétrique pour réaliser la synchronisation multifréquence. Cependant, le moteur de la référence 14 ne peut réaliser qu'un seul état synchrone avec le modèle dynamique fixe. Ce résultat ne peut pas satisfaire les besoins de l'industrie.