การพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของความเสียดทานที่แสดงผลของบสัญญาณความถี่สูง

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ เสนองานวิจัยเกี่ยวกับการศึกษา พัฒนาระเบียบวิธีหาแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในระบบทางกล และทำการพัฒนาแบบจำลองความเสียดทานที่แสดงผลของสัญญาณความถี่สูงที่มีต่อระบบทางกล การศึกษาและวิเคราะห์หาแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในระบบทางกล ได้นำหุ่นยนต์ CRS Robotics มา ใช้ในการศึกษาพฤติกรรมของแรงเสียดทาน และเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่เกิดจากเปลี่ยนแปลงแรงโน้มถ่วง จึงศึกษาพฤติกรรมของแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในแกนหมุนที่ 1 เนื่องจากสัญญาณตำแหน่งที่วัดได้จาก Encoder เป็นข้อมูลที่มีความไม่ต่อเนื่อง การหาค่าความเร็วและความเร่งจากสัญญาณตำแหน่งใช้ระเบียบวิธี เชิงตัวเลขที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อหาค่าอนุพันธ์จากข้อมูลที่มีความไม่ต่อเนื่อง และนำไปใช้ในการหาค่าแรงเสียดทานของระบบพร้อมๆ กับการหาค่าโมเมนต์ความเฉื่อย จากการศึกษาโดยใช้สัญญาณอ้างอิงแบบขั้นบันได สัญญาณอ้างอิงรูปชายน์ ในระบบควบคุมแบบปิด พบว่าสัญญาณความถี่สูงสามารถทำให้ค่าความผิดพลาดสุดท้ายลดลง และเมื่อทำการจำลองระบบโดย ใช้แบบจำลองความเสียดทานแบบ Coulomb, Dahl, Lugre, Seven Parameter and State variable พบว่า ผลที่ได้จากการจำลองสอดคล้องกับผลที่ได้จากการทดลองจึงกล่าวได้ว่าแบบจำลองความเสียดทานที่ กล่าวถึงสามารถแสดงผลของสัญญาณความถี่สูง ผลการศึกษาพฤติกรรมของแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในระบบหุ่นยนต์ CRS Robotics พบว่าพฤติกรรม มีลักษณะ Coulomb Viscous Friction และมีค่าโมเมนต์ความเฉื่อย 27.68 Nm s² เมื่อเพิ่มสัญญาณ ความถี่สูงเข้าสู่ระบบจะทำให้พฤติกรรมของแรงเสียดทานในหุ่นยนต์ CRS Robotics ซึ่งมีลักษณะเป็นค่าไม่ต่อเนื่องที่ความเร็วเป็นศูนย์ เปลี่ยนแปลงเป็นรูปแบบที่ต่อเนื่อง และได้พัฒนาแบบจำลองความเสียดที่สามารถแสดงผลของสัญญาณความถี่สูงเพื่อใช้ในการศึกษาต่อไป