Name: design and application of a fault detection method based on adaptive filters and rotational speed estimation for an electro-hydrostatic actuator
Uploaded: 2022-10-28T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design and Application of a Fault Detection Method Based on Adaptive Filters and Rotational Speed Estimation for an Electro-Hydrostatic Actuator at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי פרויקט המטוסים האזרחיים הסיני (מס 'MJ-2017-S49) וסין
הקרן לבתר-דוקטורט במדע (מס' 2021M700331).

1. הקמת מודל סימולציית EHA
<ol><li>פתח את תוכנת הסימולציה במחשב.</li>
	<li>בנו את מודל הסימולציה עבור ה-EHA (איור 2), בהתאם למשוואות המתמטיות של מודלEHA 15, ובצעו PI בעל שלוש לולאאות כבקר. תמצתו את המודול ההידראולי (איור 2C), המודול החשמלי (איור 2B) והבקר (<...

<ol>
	<li>Fu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+design+method+of+electro-hydrostatic+actuator.">Review on design method of electro-hydrostatic actuator.</a> Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics. 43 (10), 1939-1952 (2017).</li><li>Qi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+and+simulation+of+a+novel+dual-redundancy+electro-hydrostatic+actuator.">Modelling and simulation of a novel dual-redundancy electro-hydrostatic actuator.</a> 2015 International Conference on Fluid Power and Mechatronics (FPM) IEEE. , 270-275 (2015).</li><li>Chao, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+slipper+retainer+mechanism+to+eliminate+slipper+wear+in+high-speed+axial+piston+pumps.">Integrated slipper retainer mechanism to eliminate slipper wear in high-speed axial piston pumps.</a> Frontiers of Mechanical Engineering. 17, (2022).</li><li>Yoo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+resilience+measure+formulation+that+considers+sensor+faults.">A resilience measure formulation that considers sensor faults.</a> Reliability Engineering&amp; System Safety. 199, 106393 (2019).</li><li>Fang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Online+inverter+fault+diagnosis+of+buck-converter+BLDC+motor+combinations.">Online inverter fault diagnosis of buck-converter BLDC motor combinations.</a> IEEE Transactions on Power Electronics. 30 (5), 2674-2688 (2015).</li><li>Lisnianski, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+system+structure+optimization+subject+to+reliability+constraints.">Power system structure optimization subject to reliability constraints.</a> Electric Power Systems Research. 39 (2), 145-152 (1996).</li><li>Fu, T., Wang, L., Qi, H., Liu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fault+diagnosis+and+management+of+electric+hydrostatic+actuator.">Fault diagnosis and management of electric hydrostatic actuator.</a> Machine Tool &amp; Hydraulics. 38 (9), 120-124 (2010).</li><li>Maddahi, A., Kinsner, W., Sepehri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internal+leakage+detection+in+electrohydrostatic+actuators+using+multiscale+analysis+of+experimental+data.">Internal leakage detection in electrohydrostatic actuators using multiscale analysis of experimental data.</a> IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 65 (12), 2734-2747 (2016).</li><li>Guo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydraulic+piston+pump+in+civil+aircraft:+Current+status,+future+directions+and+critical+technologies.">Hydraulic piston pump in civil aircraft: Current status, future directions and critical technologies.</a> Chinese Journal of Aeronautics. 33 (01), 16-30 (2020).</li><li>Jackson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+model-based+fault+detection+and+diagnosis+for+automated+systems.">Real-time model-based fault detection and diagnosis for automated systems.</a> IEEE Industry Applications Society Dynamic Modeling Control Applications for Industry Workshop. , 26-28 (1997).</li><li>Alcorta, G. E., Zolghadri, A., Goupil, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+non-linear+observer-based+approach+to+oscillatory+failure+detection.">A novel non-linear observer-based approach to oscillatory failure detection.</a> 2009 European Control Conference (ECC). , 1901-1906 (2009).</li><li>Castaldi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+residual+generators+and+adaptive+filters+for+the+FDI+of+aircraft+model+sensors.">Design of residual generators and adaptive filters for the FDI of aircraft model sensors.</a> Control Engineering Practice. 18 (5), 449-459 (2010).</li><li>Zhu, P., Dong, W., Mao, Y., Shi, H., Ma, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kernel+adaptive+filtering+multiple-model+actuator+fault+diagnostic+for+multi-effectors+aircraft.">Kernel adaptive filtering multiple-model actuator fault diagnostic for multi-effectors aircraft.</a> 2019 12th Asian Control Conference (ASCC). , 1489-1494 (2019).</li><li>Hidayat, R., Ramady, G. D., Lestari, N. S., Mahardika, A. G., Fadriani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+normalized+least+mean+square+algorithm+of+smart+antenna+beamforming+for+interference+mitigation.">Optimization of normalized least mean square algorithm of smart antenna beamforming for interference mitigation.</a> Journal of Physics: Conference Series. 1783, 012085 (2021).</li><li>Fu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+and+simulation+of+flight+control+electromechanical+actuators+with+special+focus+on+model+architecting,+multidisciplinary+effects+and+power+flows.">Modelling and simulation of flight control electromechanical actuators with special focus on model architecting, multidisciplinary effects and power flows.</a> Chinese Journal of Aeronautics. 30 (1), 47-65 (2017).</li><li>Li, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+normalized+LMS+adaptive+filter+with+a+variable+regularization+factor.">New normalized LMS adaptive filter with a variable regularization factor.</a> Journal of Systems Engineering and Electronics. 30 (2), 259-269 (2019).</li></ol>

בעת ביצוע שלבי ניסוי אלה, היה חשוב להבטיח את היכולת בזמן אמת של האלגוריתם על מנת לקבל תוצאות חישוב מדויקות. הרעש הלבן בתהליך קליטת האות אומץ כדי לדמות את מאפייני החיישן בפועל על מנת להפוך את הסימולציה לקרובה יותר למציאות. בסימולציות ובניסויים הופעלו מסננים ממוצעים נעים כדי להפחית את התנוד...

המפעיל האלקטרו-הידרוסטטי (EHA) הוא מרכיב מפתח לבקרת טיסה במטוסים חשמליים יותר (MEA). המבנה הטיפוסי של EHA מוצג באיור 1. המבנה הקומפקטי שלו מבטיח צפיפות הספק גבוהה, תחזוקה נמוכה ועמידות גבוהה יותר בפני תקלות ובטיחות בהשוואה למפעיל סרוו הידראולי מסורתי (HSA)1. עם זאת, האמינות הנוכחית של EHA אינה יכולה לעמוד בדרישות המעשיות של מטוסים חשמליים נוספים2. כתוצאה מכך, טכנולוגיית יתירות הוכנסה לתוך העיצוב של EHA. כדי למקסם את האפקטיביות של טכנולוגיית היתירות, יש לנטר את מצב ההפעלה של המערכת באמצעות שיטת זיהוי תקלות3. בהתאם למיקום שבו מתרחשת התקלה, ניתן לחלק את מצבי התקלה של ה- EHA לתקלות בקר סרוו ותקלות ביחידת בקרת הספק (PCU). ניתן לחלק את תקלות ה-PCU לתקלות חיישנים, תקלות ביחידות אלקטרו-מכניות ותקלות ביחידה הידראולית. למנגנון התקלה של בקר הסרוו יש קשר מועט לגוף ה- EHA, והסתברות התקלה של החיישן נמוכה בהרבה מזו של רכיבהציוד 4. לכן, אנו מתמקדים בפגמים של היחידה האלקטרומכנית והיחידה ההידראולית במאמר זה.
תקלות יחידה אלקטרומכנית כוללות תקלות במודול כונן המנוע ותקלות מנוע DC ללא מברשות (BLDCM). באופן כללי, ההסתברות לתקלה אלקטרונית בכונן כוח (PDE) (למשל, תקלת קצר חשמלי, תקלה במעגל פתוח) גבוהה יחסית. כאשר מתרחשת תקלת קצר חשמלי, זרם ה- PDE עולה בחדות תוך פרק זמן קצר, וגורם לתוצאות חמורות כגון כיבוי מנוע או נזק לרכיבים החשמליים. למרות שהמנוע יכול לשמור על מצב פעולתו לאחר התרחשות תקלה במעגל פתוח, זרם יתר ומתח יתר עבור הרכיבים החשמליים האחרים הם עדיין בלתי נמנעים, ותקלות משניות עשויות להתרחשכתוצאה מכך 5. באשר ל- BLDCMs, פיתולי המנוע מועדים ביותר לתקלות מקצר חשמלי או מעגל פתוח6. ה- PDE ביחידה האלקטרומכנית מחובר בסדרה עם פיתולי המנוע המתאימים. שיטת איתור התקלות המיועדת לפיתולי המנוע יעילה גם כאשר מתמודדים עם תקלות ב- PDE. לכן, תקלות ביחידה אלקטרומכנית, כולל הן במנוע והן ב- PDE, צריכות להיות מזוהות באופן מקוון.
תקלות ביחידה הידראולית כוללות התרחשויות תקלות במשאבת הבוכנה בעלת התזוזה הקבועה, בלוק השסתום המשולב והצילינדר המפעיל7. משאבת הבוכנה של EHA מורכבת מבוכנות, לוחות עיטור וצלחות שסתומים; נזק לאיטום ובלאי של לוחית השסתום הן הצורות העיקריות של תקלה8. שני מצבי תקלה אלה מגבירים את הדליפה של המשאבה. שינויים חריגים בזרימת היציאה ובלחץ באים בעקבותיהם, ובסופו של דבר, מובילים לירידה במהירות הגליל המפעיל ולירידה בביצועי הסרוו של המערכת. מצבי התקלה של בלוק השסתום המשולב כוללים תקלת מאגר בלחץ, תקלת שסתום בדיקה, תקלת שסתום הקלה ותקלה בשסתום בחירת מצבים. המאגר בלחץ בדרך כלל מאמץ עיצוב בעל חיזוק עצמי עם אמינות גבוהה. עם זאת, כאשר מתרחשת תקלה, לחץ מטען לא מספיק גורם לקוויטציה של המשאבה, וכתוצאה מכך זרימת פלט לא תקינה. עייפות קפיץ, שחיקת רכיבים ועיוות הם מצבי תקלה נפוצים בשסתומי הבדיקה ובשסתומי ההקלה. תקלה בשסתום הבדיקה מוצגת כדליפה הפוכה, המובילה ישירות לזרימה לא תקינה. תקלה בשסתום הקלה מובילה לפונקציית הגנה לא חוקית, וכתוצאה מכך לחץ חריג. הפגמים הנפוצים של שסתום בחירת המצב הם כשל בקפיץ החוזר וסלילי תיל שבורים. הראשון גורם להחלפת מצב העבודה בזרם, מה שמוביל לתנועה לא תקינה של הצילינדר המפעיל. תקלה בצילינדר מפעיל גורמת לירידה בדיוק בקרת המיקום ובביצועים הדינמיים. לסיכום, תקלות של היחידות ההידראוליות גורמות לזרימה ולחץ חריגים9. מכיוון שהזרימה ומהירות סיבוב המנוע הן בערך פרופורציונליות במערכת EHA, ניתן לנטר את מהירות הסיבוב באופן מקוון כדי לזהות זרימה ולחץ חריגים עקב תקלות פתאומיות.
יש לתכנן שיטות מתאימות לאיתור תקלות המכוונות לתקלות היחידה האלקטרומכנית שהוזכרו לעיל ולתקלות יחידה הידראולית. השיטות לאיתור תקלות במערכת אלקטרומכנית כוללות בעיקר הערכת מצב וזיהוי פרמטרים10. צופה מצבים בנוי על בסיס מודל מתמטי של המערכת שמבצע הערכת מצב וקובע תקלות על ידי ניתוח הרצף השיורי שנוצר על ידי הצופה. Alcorta et al. הציעו צופה לא ליניארי פשוט וחדשני עם שני תנאי תיקון לגילוי תקלות רעידות במטוסים מסחריים, שהוא יעיל ביותר11. עם זאת, סוג זה של שיטה חייב לפתור את בעיית החוסן של הצופה. במילים אחרות, עליו לדכא את השינויים ברצף השיורי הנגרמים על ידי מידע שאינו תקלה כגון שגיאת מודל או הפרעות חיצוניות. יתר על כן, שיטה זו דורשת לעתים קרובות מידע מדויק מאוד על המודל, אשר בדרך כלל קשה לאסוף ביישומים הנדסיים מעשיים.
שיטת זיהוי הפרמטרים משתמשת באלגוריתמים מסוימים לזיהוי הפרמטרים החשובים במערכת. כאשר מתרחשת תקלה, גם ערך הפרמטר המתאים משתנה. לכן, תקלות ניתן לזהות על ידי זיהוי שינוי בפרמטרים. שיטת זיהוי הפרמטרים אינה דורשת חישוב של הרצף השיורי, כך שהיא יכולה למנוע את ההשפעה של הפרעות על דיוק הזיהוי. המסנן האדפטיבי נמצא בשימוש נרחב בזיהוי פרמטרים בשל היישום הקל שלו והביצועים היציבים שלו, כלומר זוהי שיטה חיובית וישימה לזיהוי תקלות אלקטרומכניות12. Zhu et al. הציעו שיטה חדשה לזיהוי תקלות הערכה אדפטיבית מרובת מודלים המבוססת על מסננים אדפטיביים ליבה, המממשת את הערכת ערך מצב הטיסה האמיתי ואת זיהוי התקלות המפעיל באינטרנט עם ביצועים טובים13.
בהתייחס למחקר הקודם, תוכננו שיטות מתאימות לאיתור תקלות. התנגדות הפיתולים משתנה בפתאומיות כאשר מתרחשות תקלות חשמל, כגון תקלות במעגל פתוח או תקלות קצר. לכן, מסנן אדפטיבי תוכנן על בסיס אלגוריתם NLMS כדי לזהות את התנגדות הפיתולים, אשר יכול לקבוע אם התרחשה תקלה חשמלית. שילוב מסנן אדפטיבי עם אלגוריתם NLMS כדי למזער את השינוי של וקטור הפרמטר מוביל לאפקט התכנסות טוב ומהיר יותר14. עבור תקלות יחידה הידראולית, הוצע אלגוריתם הערכת מהירות סיבוב המבוסס על הקשר האנליטי הברור בין מהירות הסיבוב של המשאבה לבין מיקום הגליל המפעיל. תקלות הידראוליות של EHA התגלו באינטרנט על ידי השוואת מהירות הסיבוב המשוערת עם המהירות בפועל בזמן אמת.
במאמר זה אומצה שיטת בדיקה המשלבת סימולציות וניסויים. ראשית, נבנה מודל מתמטי של EHA, ובוצעה סימולציה לשיטת איתור התקלות המוצעת. הסימולציה כללה אימות של שיטות האיתור בתנאי הזרקה ללא תקלה והזרקת תקלות. לאחר מכן, שיטת זיהוי התקלות מומשה בבקר הסרוו האמיתי. לבסוף, תוצאות הסימולציות והניסויים נותחו והושוו כדי להעריך את יעילות שיטת איתור התקלות.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>LabVIEW</td>
			<td>NI</td>
			<td>NI LabVIEW 2018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab/SIMULINK</td>
			<td>MathWorks.Inc</td>
			<td>R2020a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Personal Computer</td>
			<td>Lenovo</td>
			<td>Y7000 2020H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24V Switching Power Supply</td>
			<td>ECNKO</td>
			<td>S-250-24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Programmable Current Source</td>
			<td>Greens Pai</td>
			<td>GDP-50-30</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design and application of a fault detection method based on adaptive filters and rotational speed estimation for an electro-hydrostatic actuator

המפעיל האלקטרו-הידרוסטטי (EHA) הוא מנגנון הפעלה מבטיח המשמש במערכות בקרת טיסה עבור מטוסים חשמליים יותר (MEA) בשל צפיפות ההספק הגבוהה והתחזוקה הנמוכה שלו. מאז האמינות של המערכת פוחתת עם המורכבות הגוברת, זיהוי תקלות הופך להיות חשוב יותר ויותר. במאמר זה, מסנן אדפטיבי תוכנן בהתבסס על אלגוריתם מנורמל הכי פחות ממוצע ריבועי (NLMS), שיכול לזהות את ההתנגדות של פיתולי המנוע באינטרנט כדי לזהות תקלות חשמליות ב- EHA. בנוסף, בהתבסס על הקשר האנליטי בין מהירות סיבוב לתזוזה, תוכננה שיטת הערכת מהירות סיבובית. על ידי השוואת מהירות הסיבוב בפועל עם המשוערת, ניתן היה לזהות תקלות הידראוליות. כדי לוודא את יעילות השיטה הנ"ל, יושמה תוכנה למידול ולסימולציות, שכללו הזרקה ואיתור תקלות. על בסיס זה נבנתה פלטפורמה ניסיונית ולאחר מכן עברה סדרה של ניסויי תיקוף. התוצאות מצביעות על כך שלשיטת איתור התקלות יש פוטנציאל לאתר תקלות חשמליות והידראוליות ב-EHA.

בסימולציה, המיקום בפועל ועקומת מיקום המטרה של מוט הבוכנה EHA במצב ללא תקלה מוצגים באיור 7. על פי העקומה, המערכת פעלה כרגיל, עם מאפיינים דינמיים טובים. המיקום בפועל ועקומת מיקום המטרה של מוט הבוכנה EHA במצב הזרקת התקלה האלקטרומכנית מוצגים באיור 8. על פי העקומה, המ...

Watch this Scientific Journal Video about Design and Application of a Fault Detection Method Based on Adaptive Filters and Rotational Speed Estimation for an Electro-Hydrostatic Actuator at JoVE.com

Design and Application of a Fault Detection Method Based on Adaptive Filters and Rotational Speed Estimation for an Electro-Hydrostatic Actuator

במאמר זה, מסנן אדפטיבי המבוסס על אלגוריתם ריבועי ממוצע מינימלי מנורמל (NLMS) ושיטת הערכת מהירות סיבוב מוצגים כדי לזהות את הפגמים החשמליים וההידראוליים של המפעיל האלקטרו-הידרוסטטי (EHA). יעילותן והיתכנותן של השיטות הנ"ל מאומתות באמצעות סימולציות וניסויים.

תכנון ויישום שיטת זיהוי תקלות המבוססת על מסננים אדפטיביים והערכת מהירות סיבוב עבור מפעיל אלקטרו-הידרוסטטי

The electro-hydrostatic actuator (EHA) is a promising actuating apparatus used in flight control systems for more electric aircraft (MEA) due to its high ...

זיהוי תקלות הוא טכנולוגיית מפתח לבדיקת המעשיות של מפעיל אלקטרו-הידרוסטטי, הידוע גם בשם EHA. פרוטוקול זה מחזיק בשיטת ניסוי תכנון יעילה לזיהוי תקלות EHA. פרוטוקול זה משלב סימולציה וניסוי באלגוריתמים לזיהוי תקלות שיכולים לזהות את השגיאות של EHA ביעילות ובמהירות.כדי לבסס את מודל הסימולציה של EHA, פתח את תוכנת הסימולציה במחשב והגדר את הפרמטרים של המודל כמתואר בכתב היד של הטקסט. לאחר מכן תן פקודת מיקום, סינוסואיד עם משרעת של 0.01 מטר, ותדירות של שני רדיוס pi לשנייה. היכנסו לתפריט המידול ולחצו על כפתור הגדרות הדגם.הגדר את פרמטרי פעולת הסימולציה החל מזמן התחלה של אפס שניות, זמן עצירה של שש שניות, הסוג כשלב משתנה והפותר כאוטומטי. לחץ פעמיים על מתגי הזרקת התקלות כדי להגדיר את המודל לפעול במצב ללא תקלות. לחץ על לחצן ההפעלה כדי להפעיל את הסימולציה ולקבל את תוצאות המצב ללא תקלה.הפעל את תוכנת השרטוט כדי לצייר את העקומה של מיקום מוט הבוכנה. לחץ פעמיים על מתג התקלה האלקטרומכני כדי להזריק תקלה אלקטרומכנית בשלוש שניות, מה שמגדיר את ההתנגדות ל -1000 ums כדי לדמות תקלה במעגל פתוח של פיתולי המנוע. חזור על ריצת הסימולציה כפי שהודגם קודם לכן כדי להשיג את התוצאות עבור מצב התקלה האלקטרומכנית.הפעל את תוכנת השרטוט כדי לצייר את הקימורים של תזוזת מוט הבוכנה ואת ההתנגדות שזוהתה. סובב את מתג התקלה ההידראולית כדי להזריק תקלה הידראולית בשלוש שניות מה שמגדיל את ערך הדליפה ל 2.5 כפול 10^9 מ"ק לשנייה לפסקל, כדי לדמות תקלת יחידה הידראולית. לאחר מכן הפעל את מודל הסימולציה כפי שהודגם קודם לכן כדי להשיג את התוצאות עבור מצב התקלה ההידראולית.הפעל את תוכנת השרטוט כדי לצייר את העקומות של תזוזת מוט הבוכנה ואת תוצאות הערכת מהירות הסיבוב. מקם את בקר המחשב, ה-EHA וה-Servo. פתח את ממשק התוכנה המארח במחשב וצור תקשורת בין בקר סרוו למחשב. בחר את היציאה הטורית המתאימה מהחלון הנפתח של שם משאב Visa של התוכנה.לחץ על לחצן ההפעלה כדי להפעיל את התוכנה. התבונן באזור המקבל ובעקומות המתאימות של התוכנה כדי לקבוע אם פונקציית קבלת הנתונים תקינה. לחץ על כפתור שסתום הסולנואיד שניים כדי לבחון אם האור האדום של שסתום הסולנואיד מואר ולקבוע אם פונקציית העברת הנתונים תקינה.ספק כוח כונן לבקר Servo והגדר את המתח ל- 50 וולט dc. לחץ על לחצן מתג EHA בתוכנה כדי להגדיר את ה- EHA למצב פועל. לחץ על לחצן יומן הנתונים כדי להתחיל ברישום נתונים.הנתונים שיירשמו יכללו פרמטרים שונים, כגון המיקום בפועל, מיקום המטרה, המהירות בפועל, מהירות היעד, זרם האוטובוס והמתח. בצע הפעלה מראש עבור EHA ותן פקודות מיקום בתוכנה. הכוללים מדרגה של פלוס חמישה ומינוס חמישה מילימטרים.שימו לב אם ה-EHA פועל כרגיל. תן פקודת מיקום על התוכנה סינוסואיד עם משרעת 10 מ"מ ותדר של הרץ אחד. בדוק אם ההתנגדות המזוהה ומהירות הסיבוב המשוערת עקביות עם הערכים בתנאי הפעלה ללא תקלות.החזר את פקודת המיקום למצב המקורי, אם התוצאה נכונה. לחץ על לחצן מתג EHA כדי לעצור את ה-EHA ולנתק את אספקת החשמל לכונן. לאחר מכן הפסק את תוכנת המחשב המארחת וקטע את התקשורת בין בקר Servo לבין המחשב. ייצא את נתוני הניסוי, נתח את הנתונים וצייר עקומות של תוצאות הניסוי באמצעות תוכנת ציור.לאחר מכן המשך בניתוח התוצאות כמתואר בכתב היד של הטקסט. בריצת הסימולציה, עקומת מיקום המטרה בפועל של מוט הבוכנה EHA במצב ללא תקלה פעלה כרגיל עם מאפיינים דינמיים טובים. עם זאת, עקומת המיקום בהזרקת התקלה האלקטרומכנית לא יכלה לעקוב אחר המטרה במדויק.אלגוריתם זיהוי ההתנגדות הראה כי לפני ואחרי ההזרקה הערך המזוהה התכנס לערך האמיתי, מה שמצביע על כך שהשיטה השיגה את האפקט הרצוי. עקומות מיקום המטרה בפועל במצב הזרקת התקלה ההידראולית לא יכלו לעקוב אחר המטרה במדויק. לפני ההזרקה, מהירות הסיבוב המשוערת הייתה קרובה מאוד למהירות הסיבוב בפועל.בעוד לאחר ההזרקה, תקלה הידראולית יכולה להיקבע על פי השגיאה המוגזמת במהירות הסיבוב. תוצאות הניסוי היו בהתאם לתוצאות הסימולציה. אלגוריתם זיהוי ההתנגדות הראה כי הערך שזוהה התכנס לערך האמיתי של 0.3 oms התואם את הסימולציה, מה שמצביע על כך שהשיטה השיגה את האפקט הרצוי.אומדן מהירות הסיבוב המקביל היה קרוב למהירות הסיבוב בפועל, ושגיאת מהירות הסיבוב נעה למעשה בטווח המקובל של אפס עד 2.5 סל"ד. טכנולוגיית זיהוי תקלות היא המפתח ליתירות EHA ולניהול הבריאות. מה שיכול לסלול את הדרך למעשיות נוספת של EHA.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Energy Methods

SCIENTISTS IN ACTION

Visualization of High Speed Liquid Jet Impaction on a Moving Surface

ויזואליזציה של High Speed ​​Liquid Jet Impaction על משטח העברה

Two apparatuses for examining liquid jet impingement on a high-speed moving surface are described: an air cannon device (for examining surface speeds ...

A High Performance Impedance-based Platform for Evaporation Rate Detection

בעל ביצועים גבוהים פלטפורמת עכבה מבוססת איתור דרג אידוי

This paper describes the method of a novel impedance-based platform for the detection of the evaporation rate. The model compound hyaluronic acid was ...

Design and Characterization Methodology for Efficient Wide Range Tunable MEMS Filters

עיצוב, אפיון מתודולוגיה למסננים Tunable MEMS יעיל לטווח רחב

Here, we demonstrate the advantages of the laser Doppler vibrometer (LDV) over conventional techniques (the network analyzer), as well as the techniques ...

The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

עיצוב מודולרי וייצור של רובוט חכם המבוסס על אסטרטגיה בקרת לולאה סגורה

Intelligent robots are part of a new generation of robots that are able to sense the surrounding environment, plan their own actions and eventually reach ...

A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy

ייצור ושיטת מדידה לרכיב Ferroelectric גמיש בהתבסס על ואן דר Waals Heteroepitaxy

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on ...

A Pipette-Tip Based Method for Seeding Cells to Droplet Microfluidic Platforms

טיפ פיפטה המבוסס על שיטה עבור תאים זריעה על פלטפורמות Microfluidic רביב

Amongst various microfluidic platform designs frequently used for cellular analysis, droplet-microfluidics provides a robust tool for isolating and ...

Application of Design Aspects in Uniaxial Loading Machine Development

יישום של עיצוב היבטים בפיתוח מכונות העמסה Uniaxial

In terms of accurate and precise mechanical testing, machines run the continuum. Whereas commercial platforms offer excellent accuracy, they can be ...

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

עיצוב, ייצור של סיב אופטי עשויים מים

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with ...

Design and Implementation of a Bespoke Robotic Manipulator for Extra-corporeal Ultrasound

העיצוב והיישום של תחמן רובוטית העידו סאונד אקסטרה גשמית

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ...

Implementation of a Nonlinear Microscope Based on Stimulated Raman Scattering

יישום של מיקרוסקופ לא לינארית על בסיס פיזור ראמאן מגורה

Stimulated Raman scattering (SRS) microscopy uses near-infrared excitation light; therefore, it shares many multi-photon microscopic imaging properties. ...