Aumento del rendimiento dinámico del tren motriz mediante la implementación de un diseño modular con arquitectura de control descentralizada
Autores: Divens, Niels; Tuerlinckx, Théo; Westerhof, Bernhard; Stockman, Kurt; van Os, David; Laurijssen, Koen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aumento del rendimiento dinámico del tren motriz mediante la implementación de un diseño modular con arquitectura de control descentralizada
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Consumo de energía
Rendimiento del control
Tren motriz modular
Tren motriz de referencia
Estrategia de control
Perfiles de movimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Este documento evalúa el consumo de energía, el rendimiento del control y los requisitos funcionales específicos de la aplicación de un tren de potencia modular en comparación con un tren de potencia de referencia. Se ha desarrollado y validado una arquitectura de control descentralizada utilizando modelos de planta mecánica. Los modelos de Simscape se han validado con datos de un montaje experimental que incluye un tren de potencia modular equivalente y un tren de potencia de referencia. Además, la estrategia de control se ha implementado y validado en el montaje experimental. Los resultados demuestran la capacidad de la estrategia de control para sincronizar el movimiento de los diferentes deslizadores, lo que resulta en errores de seguimiento de la posición del manivela por debajo de 0.032 radianes en el montaje. Los datos del modelo y experimentales muestran un rendimiento mejorado del tren de potencia modular en comparación con el tren de potencia de referencia en términos de consumo de energía, rendimiento del control y requisitos funcionales. El tren de potencia modular es especialmente ventajoso para máquinas que operan con perfiles de movimiento altamente dinámicos debido a la inercia reducida. Para tales perfiles de movimiento, se ha medido un aumento en el seguimiento de la posición de hasta el 84%. Además, se muestra que el par de raíz cuadrada media (RMS) del tren de potencia modular se reduce en un 32% en comparación con el tren de potencia de referencia. Sin embargo, estos ahorros de energía mecánica se ven parcialmente contrarrestados por las mayores pérdidas del motor observadas en el tren de potencia modular, lo que resulta en ahorros potenciales de energía eléctrica de alrededor del 29%.
Descripción
Este documento evalúa el consumo de energía, el rendimiento del control y los requisitos funcionales específicos de la aplicación de un tren de potencia modular en comparación con un tren de potencia de referencia. Se ha desarrollado y validado una arquitectura de control descentralizada utilizando modelos de planta mecánica. Los modelos de Simscape se han validado con datos de un montaje experimental que incluye un tren de potencia modular equivalente y un tren de potencia de referencia. Además, la estrategia de control se ha implementado y validado en el montaje experimental. Los resultados demuestran la capacidad de la estrategia de control para sincronizar el movimiento de los diferentes deslizadores, lo que resulta en errores de seguimiento de la posición del manivela por debajo de 0.032 radianes en el montaje. Los datos del modelo y experimentales muestran un rendimiento mejorado del tren de potencia modular en comparación con el tren de potencia de referencia en términos de consumo de energía, rendimiento del control y requisitos funcionales. El tren de potencia modular es especialmente ventajoso para máquinas que operan con perfiles de movimiento altamente dinámicos debido a la inercia reducida. Para tales perfiles de movimiento, se ha medido un aumento en el seguimiento de la posición de hasta el 84%. Además, se muestra que el par de raíz cuadrada media (RMS) del tren de potencia modular se reduce en un 32% en comparación con el tren de potencia de referencia. Sin embargo, estos ahorros de energía mecánica se ven parcialmente contrarrestados por las mayores pérdidas del motor observadas en el tren de potencia modular, lo que resulta en ahorros potenciales de energía eléctrica de alrededor del 29%.