5. Conclusioni e sviluppi futuri
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5.
CONCLUSIONI E SVILUPPI FUTURI
5.1
CONCLUSIONI
Il modello dell’attuatore è stato messo a punto e convalidato attraverso i test condotti in laboratorio e le simulazioni effettuate.
La dinamica di servovalvola ha presentato delle anomalie generate dal controllo originale. L’estrema accuratezza del modello DDV ha consentito lo studio e la sintesi di un controllo alternativo. Questo controllo è stato realizzato senza effettuare test sull’HW ma utilizzando esclusivamente risultati di modello. Benché tale versione del controllo sia preliminare ed ottimizzata soltanto per uno specifico valore del comando di stimolo al sistema di controllo, i test sperimentali hanno dimostrato che anche l’attuatore risulta sufficientemente performante.
L’acquisizione dei segnali ha rivelato la presenza di rumore di fondo. L’analisi FFT ha evidenziato il fatto che i valori di disturbo sono inferiori alla capacità di risoluzione del sistema di acquisizione. I segnali risultano quindi estremamente puliti. La caratterizzazione del rumore presente sugli RVDT ed LVDT mostra che la frequenza di eccitazione non è fissa ma varia in modo casuale pur mantenendosi in un range ristretto. Il rumore sui segnali dei trasduttori di posizione è stato demodulato e riprodotto mediante appositi filtri.
L’analisi delle risposte temporali per ingresso ad onda quadra ha evidenziato la presenza di limit cycle. Questo fenomeno è stato riprodotto raffinando il modello degli attriti. È stato introdotta una curva di Stribeck per modellare l’attrito, ricavando i valori dei parametri necessari a replicare il fenomeno. In particolare sono stati considerati, come riferimento per lo studio del limit cycle, la frequenza e l’ampiezza della prima armonica. La riposta di posizione con il nuovo modello di Stribeck presenta un andamento molto simile a quello dell’HW, manifestando la stessa ampiezza e frequenza di oscillazione. Un modello di attrito di Stribeck risulta essere quindi necessario per
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riprodurre il limit cycle delle onde, fenomeno che invece non si presentava con il modello coulombiano di attrito.
La dinamica di corrente dell’attuatore è un sistema non lineare, dunque è stata studiata la risposta di corrente per una tensione di alimentazione diversa da quella di progetto. Si è dimostrato come la posizione del polo della dinamica di corrente vari in funzione della valore di corrente in ingresso e in funzione della tensione di alimentazione. Aumentare il valore di tensione di alimentazione da 28 V a 54 V porta ad un aumento delle prestazioni del sistema. La variazione di tensione comporta anche degli interventi sulle utenze elettriche che devono essere considerati opportunamente.
Al fine di caratterizzare le dinamiche del sistema, sono state analizzate la risposta in frequenza di rigidezza dell’attuatore. È stata condotta un’analisi sulle funzioni di trasferimento in ciclo aperto e in ciclo chiuso dell’attuatore isolato, senza cioè tenere conto delle cedevolezze delle strutture d’attacco. L’analisi delle prestazioni in termini di riposta di posizione e di rigidezza avrà un ruolo primario nello sviluppo futuro di un modello aeroservoelastico.
Le simulazioni hanno messo in luce aspetti legati ai metodi e ai tempi di processing. La versione 7.1.0246 (R14) di Matlab mostra anomalie di elaborazione per quanto riguarda la simulazione in modalità Accelerator. Poiché occorre caratterizzare il modello con estesi test di simulazione, è stato necessario passare alla versione 7.5.0.342 (R2007b) che non presenta problemi in modalità Accelerator. La modalità Accelerator ha dei vantaggi che sono stati determinati in termini di tempo, arrivando in alcuni casi a ridurre drasticamente i tempi di elaborazione.
5.2
SVILUPPI FUTURI
La dinamica della DDV è legata all’interazione del loop di controllo della DDV ed il loop di corrente. L’estrema accuratezza del modello del motore della DDV nel riprodurre la prima armonica del sistema ha consentito lo studio e la sintesi di un nuovo controllo del loop di corrente in modo che il controllo chiuda in zone di frequenza al di fuori del campo di interesse. Il controllo preliminare sintetizzato nell’ambito di questa
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tesi deve essere ulteriormente sviluppato in modo da ottimizzarlo per tutte le condizioni operative e per tutti i valori del comando di stimolo al sistema di controllo della DDV.
Il fenomeno di limit cycle è stato caratterizzato per una condizione operativa normale. L’insufficienza di dati non ha permesso un’analisi approfondita del fenomeno per la condizione operativa 2OC. Inoltre è necessario raffinare il modello degli attriti del martinetto per ottenere una completa convalidazione del sistema.
La risposta di rigidezza dell’attuatore ha evidenziato le caratteristiche dinamiche del sistema. L’ipotesi di base è stata quella di non considerare le cedevolezze del banco di prova. Occorre sviluppare un modello che tenga conto delle cedevolezze strutturali e sono necessari test di verifica sul comportamento in rigidezza dell’attuatore e sullo studio di risposta in caso di failure.
