Úszódugattyús pneumatikus munkahenger modellezése és validációja
Napjainkban a modellezés és szimuláció (M&S) a mérnöki tervezés fontos részét képezi. A modellezés során felépítjük az általunk vizsgált rendszer, vagy folyamat egyszerűsített leírását, amely alapján szimuláljuk annak viselkedését. Alkalmazásával jobban megérthetjük a vizsgált rendszer működését, illetve előre megvizsgálhatjuk az egyes módosítások hatásait, ezáltal jelentős erőforrás és idő takarítható meg.
A dolgozatom célja egy úszódugattyús pneumatikus munkahenger matematikai modelljének felépítése és validációja. A modell elkészítése során célunk volt egy olyan szimulációs modell felépítése, mellyel egyrészt részletesen megismerhetjük a rendszer működését, megvizsgálhatjuk az egyes szerkezeti módosítások hatását, a későbbiekben pedig a szabályzótervezés alapjául szolgálhat.
A dolgozatomban először röviden áttekintem a modellezés elméletét, majd bemutatom az általam vizsgált rendszer elemeit és annak működését. A dolgozat elkészítése során célul tűztem ki az aktuátorhoz tartozó mindhárom alrendszer modellezését: a mágnesszelepeket, a munkahengert és a dugattyúhoz kapcsolódó legfontosabb mechanizmusokat (a reteszelőt és a kapcsolóvillát). A munkahengerek működtetése a mágnesszelepek segítségével történik. A munkahengerben elmozduló dugattyú elfordítja a kapcsolóvillát, ezáltal kapcsolva a váltótól kívánt fokozatot. A kapcsolóvilla modellezése során célom volt, hogy a későbbiekben a szimuláció kiegészíthető legyen különböző sebességváltó modellekkel, ezáltal a teljes váltási folyamat vizsgálható legyen. Ezt követően elvégeztem a modell verifikációját és validációját. Az elkészített modell alkalmassá vált különböző szabályzók tesztelésére, vizsgálatára.
Végezetül, további megfontolások alapján elkészítettem a szabályzás-tervezésre alkalmas egyszerűsített modellt, felírtam az állapottér egyenleteit és megvizsgáltam az állapottér reprezentáció tulajdonságait. Az eredményeket a későbbiekben a szabályzótervezéshez fogom felhasználni.
