Т. 326, № 6

Управление продольными колебаниями мехатронной системы при помощи емкостного параметра

Актуальность исследования. Область использования мехатронных систем постоянно расширяется. В зависимости от их назначения требуется управлять различными типами движения при помощи соответствующих нейронных сетей. Разработка новых типов актуаторов и сенсоров является актуальной научной проблемой. Цель работы заключается в изучении динамики тороидального актуатора на упругой подвеске с электроемкостью в качестве управляющего параметра. Методы исследования. Составлены и исследованы дифференциальные уравнения движения для свободных и вынужденных колебаний системы. Теоретическое изучение опирается на эксперимент, в котором наблюдается продольное движение тороида с током в поле магнитной пары, анализ движения производится на основе дифференциальных уравнений. Результаты. Теоретически описаны собственные и вынужденные колебания тороидального актуатора в потенциальном магнитном поле при наличии конденсатора в электрической цепи. Рассмотрен частный случай, когда потенциальное магнитное поле является стационарным и однородным. Определена магнитная сила, действующая на тороид с током в потенциальном магнитном поле при наличии конденсатора во внешней цепи. Установлено, что эта сила пропорциональна ускорению тороида и направлена вдоль его оси. Вывод. Емкостный параметр системы приводит к уменьшению квазиинерционного коэффициента. Из дифференциального уравнения собственных колебаний системы определяется значение собственной частоты при электромагнитном воздействии. В частном примере произведено сравнение этой частоты с частотой в отсутствие магнитной силы. Сделан вывод о возможности электромагнитной подстройки собственной частоты системы регулировкой емкостного параметра. Из дифференциального уравнения вынужденных колебаний получена расчетная формула для определения резонансной электроемкости. Результаты теоретического исследования можно использовать для создания мехатронных систем с тороидальным актуатором. Управление собственными частотами таких систем удобно производить регулировкой емкостного параметра, включенного в электрическую цепь.

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, колебания, упругие системы, магнитные силы, тороиды, электроемкость, частота, колебания, резонансы,

Авторы:

Томилин Александр Константинович

Прокопенко Елена Васильевна

Скачать PDF