بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش به کمک طراحی سیستم کنترل فازی نوع 2 ، به کنترل میزان سطح روغن گیربکس و گشتاور وارد بر دندههای آن پرداخته و بدین طریق از بروز مشکلات ناشی از خرابی گیربکس و توقّف فعالیت دستگاه بطری شوی، تا حدود زیادی جلوگیری خواهیم نمود.
در نظر گرفتن توابع تعلق دقیق و استفاده از توابع تعلق نوع-1، در محیطهای دارای نویز عمکلرد مطلوبی را برای سیستمهای کنترل در بر نخواهد داشت، لذا در این مقاله از سیستم فازی نوع-2 که توانایی پیاده-سازی عدم قطعیتها در قوانین و توابع عضویت را دارا میباشد، بهره گرفته ایم و شبیهسازی ها را در نرم افزار MATLAB، پیاده سازی نمودهایم. به این ترتیب پیش از شروع حالتهای بحرانی برای دستگاه، اخطارها و عکس العمل لازم از سیستم کنترل فازی صادر خواهد شد. بدین ترتیب هزینههای تعمیر و نگهداری مربوط به گیربکس این دستگاه کاهش خواهد یافت.
.1 مقدمه
در این پژوهش، به بررسی یک مشکل رایج در کارخانجات تولید نوشیدنی پرداخته شده است. یکی از قسمت های مهم این کارخانجات، قسمت شستشوی بطری میباشد. امروزه امور مربوط به شست و شو و خشک نمودن بطری¬ها توسط یک دستگاه یکپارچه به صورت خودکار صورت میپذیرد. بنابراین بروز مشکل در این دستگاه، مستقیما روی تعداد تولیدات کارخانه اثرگذار بوده و موجب ضررهای اقتصادی برای مجموعه تولیدی خواهد شد. موضوعی که مطرح است، میزان قابلیت اطمینان به عملکرد صحیح دستگاه در شرایط کاری مختلف میباشد. از مهمترین عیوبی که برای دستگاههای شستشوی بطری رخ میدهد، در قسمت چرخ دندهها و گیربکس آن است. شکل 1، شمای جانبی یک دستگاه بطری شوی را نشان میدهد.
شکل - 1 شمای جانبی دستگاه بطری شوی
همانطور که در شکل1، مشاهده میشود، جهت تامین نیروی لازم برای حرکت بطریها، نیروی تولید شده توسط موتورها، به کمک چرخ دندههایی به ریلها منتقل میشوند. مکان قرارگیری موتورها در شکل2، نمایش داده شدهاست
شکل - 2 شمای جانبی دستگاه بطری شوی و محل اسقرار موتورها
در دستگاههای شست و شوی پیشرفته، چهار پارامتر تحت نظارت قرار میگیرند. این پارامترها عبارتند از : - 1 - دما - 2 - رفتار مکانیکی سیستم - 3 - رفتار شیمیایی درون سیستم - 4 - زمان. شکل 3، این موارد را در یک نمودار دایرهای نشان می دهد. مساوی بودن هر یک از قسمتها، دلیلی بر اهمیت هر کدارم از اعمال نظارتی میباشد، به طوریکه بروز مشکل در هریک، بر خروجی دستگاه، اثر نامطلوب خواهد داشت.
پیش از اینکه به طراحی یک سیستم کنترلی بپردازیم، نیاز داریم تا عیبهای شایعی که در هنگام کار دستگاه، رخ میدهند را شناسایی نماییم. از آنجا که هدف ما نظارت بر عملکرد چرخ دندهها میباشد، تمرکز خود را روی این عیوب متمرکز نموده ایم. در چرخدندهها ایجاد و رشد ترک در دندانهها و شکست آنها متداولترین آسیب به شمار میآید. عوامل مختلفی در شکست دندانههای چرخدنده نقش دارند؛ که میتوان به شرایط کاری و بارگذاری، مادهی استفاده شده در ساخت چرخدندهها، روش و کیفیت تولید و عملیات حرارتی، سختی سطوح و مغز دندانهها اشاره نمود.
شکل - 3 پارامترهای نظارتی در دستگاه شست و شو
از سوی دیگر چرخدندهها از متداولترین اجزای مکانیکی در سیستمهای انتقال قدرت هستند و معمولا علت از کار افتادگی و خرابی گیربکسها میباشند.
.2 معرفی سیستم فازی نوع 2
پروفسور زاده در سال 1975 مجموعههای فازی نوع2 را به عنوان توسعهای از مجموعههای فازی معرفی کرد. .[3] از آن پس، برای تمایز بین مجموعههای فازی و مجموعههای فازی نوع 2، به مجموعههای فازی قبلی، به طور معمول مجموعه های فازی نوع1 میگویند. مجموعههای فازی نوع 2 دارای درجه عضویتهای فازی میباشند؛ ازاینرو، به آنها مجموعههای فازی- فازی نیز میگویند که در برخورد با عدم قطعیتها توانایی کاهش اثر و مدلکردن آنها را دارند. شکل 4، ساختار یک سیستم فازی نوع 2، نشان داده شده است.
شکل -4 ساختار سیستم فازی نوع 2
یک سیستم فازی نوع2 از چهار قسمت فازی سازی، قوانین، استنتاج و پروسه خروجی تشکیل شده است. درحقیقت، یک سیستم فازی نگاشت بین یک ورودی غیرفازی و یک خروجی غیرفازی میباشد. در یک سیستم فازی نوع2، پروسه خروجی شامل دو مرحله میباشد. ابتدا نگاشت یک مجموعه فازی نوع2 به یک مجموعه فازی نوع1، که به این مرحله کاهش نوع یا کاهش مرتبه 1 میگویند. سپس مرحله نافازیسازیِ مجموعه کاهش مرتبه یافته است. روشهای کاهش مرتبه در سیستمهای فازی نوع2 درواقع همان روشهای توسعهیافته نافازیسازی در سیستمهای فازی نوع 1 میباشند. تابع عضویت یک مجموعه فازی نوع2، سه بعدی است.
