میزان‌سازی روتور صلب چهار درجه آزادی با استفاده از یادگیری ماشین

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-8 (8)
کد مقاله : 1095-ISAV2024 (R1)
نویسندگان
1استادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان
2دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک (طراحی کاربردی) ، دانشگاه زنجان
چکیده
روش‌های متعددی برای میزان‌سازی تجهیزات دوار وجود دارد که دارای مزایا و معایب مختلفی هستند. این پژوهش به معرفی روشی برای میزان‌سازی روتور با استفاده از یادگیری ماشین می‌پردازد. بدین منظور، ابتدا روابط حاکم بر یک روتور صلب با 4 درجه آزادی تحت تحریک نیروی نامیزانی استخراج شده است و یک شبیه‌ساز برای مطالعه رفتار دینامیکی روتور مذکور توسعه یافته است. در ادامه، با به کار بردن این شبیه‌ساز در ۲۰۰۰ مرتبه تکرار، اثر ارتعاشی ناشی از اعمال یک نامیزانی‌های اولیه تصادفی و سپس اضافه کردن جرم آزمون به همان روتور در چهار نقطه استخراج گردیده است و بدین ترتیب یک مجموعه داده تشکیل شده است. سپس با به کار بردن یک شبکه عصبی پیشخور، به بررسی امکان تشخیص موقعیت نامیزانی اولیه بر اساس داده‌های ارتعاشی سنسورها پرداخته شده است. نشان داده شده است که با استفاده از داده‌های حداقل دو نقطه از چهار نقطه موجود در مرحله اولیه و مرحله اضافه کردن وزنه آزمایشی، می‌توان به مدل مناسبی برای تشخیص مقدار نامیزانی اولیه دست یافت. اما تشخیص موقعیت زاویه‌ای نامیزانی با داشتن این داده‌ها با دقت کافی ممکن نیست و مدل یادگیری ماشین به طور تقریبی توانایی تشخیص موقعیت را داراست.
کلیدواژه ها
 
Title
Four DoF Rigid Rotor Balancing, using Machine Learning method
Authors
Hesam Addin Arghand, Alireza Ghafouri
Abstract
There are several methods for balancing rotating equipment, each with various advantages and disadvantages. This research introduces a method for rotor balancing using machine learning. To this aim, the governing equations of motion for a rigid rotor with four degrees of freedom (DoF) under the influence of an unbalanced force have been extracted, and a simulator has been developed to study the dynamic behavior of the rotor. Subsequently, by employing this simulator in 2000 iterations, the vibration effect caused by the applying a random initial unbalance and then adding a random trial mass to the same rotor has been extracted in four points (at DoFs), thus creating a dataset. Then, using a feedforward neural network (FFNN), the possibility of detecting the value and the angular position of the initial unbalance based on the vibration data as well as the trial mass has been investigated. It has been shown that by using data from at least two out of the four points, a suitable model can be obtained to detect the value of initial unbalance. However, accurately detecting the angular position of unbalance with this data is not possible, and the machine learning model has a limited capacity for estimating the angular position.
Keywords
Rigid rotor, Vibration, Balancing, machine learning