Vibration reduction of solenoid pump by feedback control system

Solenoid pump has significant importance in pumps due to its simple design and less cost. The coffee machine manufacturing companies demands solenoid pumps with less vibrations and noise which are main flaws of this technology. This thesis tries to understand root causes of pump vibrations, and noise and tries to eliminate vibrations by canceling exciting force which causes vibrations. The complete mathematical model of pump is developed using electrical and mechanical equations. The nonlinear system is modeled on Simulink to know working phenomenon and investigate roots causes of vibrations. The nonlinear model is linearized by linearization process. The Control theory is applied, and a feedback closed loop system is designed to regulate motion of plunger. Three PIDs are tuned with suitable parameter values to get desired performance. The designed closed loop system is applied on non-linear system to see performance of control system. At the end of thesis two pumps in anti-series model is presented and discussed its advantages and disadvantages.

La pompa a solenoide ha un'importanza significativa nelle pompe grazie al suo design semplice e al minor costo. Le aziende produttrici di macchine per caffè richiedono pompe a solenoide con meno vibrazioni e rumori che sono i principali difetti di questa tecnologia. Questa tesi cerca di capire le cause profonde delle vibrazioni della pompa e del rumore e cerca di eliminare le vibrazioni annullando la forza eccitante che causa le vibrazioni. Il modello matematico completo della pompa è sviluppato utilizzando equazioni elettriche e meccaniche. Il sistema non lineare è modellato su Simulink per conoscere il fenomeno del lavoro e indagare sulle cause profonde delle vibrazioni. Il modello non lineare è linearizzato dal processo di linearizzazione. Viene applicata la teoria del controllo e un sistema a circuito chiuso a retroazione è progettato per regolare il movimento del pistone. Tre PID sono sintonizzati con i valori dei parametri appropriati per ottenere le prestazioni desiderate. Il sistema a circuito chiuso progettato è applicato su un sistema non lineare per vedere le prestazioni del sistema di controllo. Alla fine della tesi vengono presentate due pompe in modello anti-serie che ne discutono vantaggi e svantaggi.