Nagyhatékonyságú numerikus módszer fejlesztése mechatronikai rendszerek stabilitásvizsgálatához
Egy korszerű mechatronikai rendszerben a valós fizikai folyamatokba - például egy robotmechanizmus működésébe - történő beavatkozás a számítógépes jelfeldolgozás és irányítás eszközeivel történik. Az így létrejövő mintavételes rendszerekben egyaránt megjelennek a mechanikai alrendszer sajátosságai és a digitális szabályozás hatásai. A szabályozók tervezésekor elsődleges szerepet kap a stabilitás, melynek elemzéséhez a vizsgált rendszer modelljét megfelelő pontossággal kell előállítani.
A különféle mechanizmusok gyakorlati megvalósítása során gyakran elkerülhetetlen módon megjelenik a száraz súrlódás. Ez a szabályozott rendszerben nemlinearitásként jelenik meg, gyakran nemsima dinamikai hatásokat okozva, hiszen a súrlódási erő ugrásszerűen is változhat. A digitális szabályozás sajátossága, hogy a beavatkozó jelek időben és térben is diszkretizáltak, így a beavatkozás során is ugrásszerű gerjesztések érik a mechanikai rendszert. A mintavételezés és a száraz súrlódás együttes hatásainak vizsgálata így matematikailag nehéz, zárt alakban stabilitási kritériumok csak a modell egyszerűsítésével kaphatók, ami csökkenti a stabilitásvizsgálat pontosságát.
Jelen dolgozat célja egy olyan numerikus módszer bemutatása, mellyel a mechatronikai rendszerek stabilitásvizsgálata a száraz súrlódás és a mintavételezés együttes hatásainak figyelembevételével végezhető el. A dolgozat egy pozíciószabályozási feladat példáján keresztül ismerteti a módszert, amellyel a szabályozók stabil parmétertartománya határozható meg, illetve a kapott eredmények kísérleti úton is igazolásra kerülnek. Kiemelt szerepet kap ezen felül a hatékonyság, melynek növelése érdekében különböző optimalizálási módszerek kerülnek bemutatásra.
