فهرست مطالب

مکانیک هوافضا - سال هفدهم شماره 2 (پیاپی 64، تابستان 1400)

فصلنامه مکانیک هوافضا
سال هفدهم شماره 2 (پیاپی 64، تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/05/31
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سعید خان کلانتری، حسن محمدخانی* صفحات 1-12
    روش های معمول طراحی اتوپایلوت، برای مواجهه با نامعینی ها محافظه کارانه عمل کرده و اتوپایلوت به میزانی کند می شود که سیستم بتواند عملکرد پایدار خود را در حضور میزانی از نامعینی ها حفظ کند. اما در این صورت، تضمینی بر حفظ عملکرد مطلوب در حضور تمام نامعینی ها وجود نخواهد داشت و از ظرفیت سیستم به خوبی استفاده نمی شود. در روش ارایه شده، با استفاده از رویت گر حالت افزوده، نامعینی ها به شکل تجمیع شده و در کنار حالت های سیستم تخمین زده می شوند و با استفاده از رویکرد خطی سازی با بازخورد، به همراه عبارت های غیرخطی از فرآیند کنترل حذف می گردند. آنچه باقی می ماند یک سیستم خطی ساده است که به نحو ساده تری قابل کنترل است. در این روش، با نامعینی ها بدون محافظه کاری برخورد می شود و در نتیجه، کارایی در شرایط مختلف بهبود می یابد. در انتها و به منظور مقایسه، نتایج عملکرد روش پیشنهادی و اتوپایلوت خطی در اجرای 1000 مرتبه مونت کارلو با شرایط مشخص مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده است که روش پیشنهادی در مقایسه با روش مرسوم از عملکرد بهتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: اتوپایلوت غیرخطی، خطی سازی با فیدبک، رویتگر حالت افزوده، مقاوم
  • حسن خوشنودی*، علی رحمانی هنزکی، حیدرعلی طالبی صفحات 13-27

    ربات های موازی به دلیل مزایای فراوان، مورد توجه بسیاری از صنایع پیشرفته هستند. ولی در بازوهای مکانیکی موازی کروی، علاوه بر فضای کاری محدود، استفاده از عملگرهایی با توان بالا نیز دینامیک و کنترل آن ها را با پیچیدگی مواجه می کند. لازمه برخی کاربردهای این نوع ربات ها، فضای کاری بزرگ و حمل بار زیاد بر روی یک بستر غیرثابت و در حال حرکت می باشد. در این مقاله، یک بازوی مکانیکی کروی نو با ساختار 3PUS/S و با سه حرکت دورانی پیشنهاد شده و پس از بررسی سینماتیک، دینامیک آن برای کاربرد در حالات خاص مورد مطالعه قرار می گیرد. دوران نامحدود حول محور Z و تحمل بخش اعظم بار توسط مفصل مرکزی، از نقطه نظر سینماتیکی و دینامیکی، این ربات را از ربات های کروی دیگر تا حد زیادی متمایز کرده است. در این پژوهش، پس از بررسی روابط سینماتیک بازوی مورد اشاره و ارایه پاسخ تحلیلی برای موقعیت، سرعت و شتاب، به تحلیل روابط دینامیکی ربات روی بستر متحرک پایه، با استفاده از روش کار مجازی پرداخته می شود. جهت بررسی صحت روابط، نتایج با شبیه سازی در نرم افزار آدامز بررسی گردیده که تطبیق قابل قبول این نتایج، صحت روابط را تایید می نماید. دوران نامحدود حول محور Z، ثابت بودن شیار حرکتی عملگرها و کاهش تاثیر دینامیکی ناشی از جرم آن ها، ثاثیرپذیری کم نسبت به دینامیک لینک های ربات، تحمل قسمت استاتیکی بار توسط مفصل کروی مرکزی و کاهش بسیار محسوس توان مورد نیاز حرکتی، از مزیت های عمده سازوکار معرفی شده بوده و آن را جهت کاربردهای خاص بسیار جذاب نموده است.

    کلیدواژگان: ربات موازی کروی سه درجه آزادی، سینماتیک، تحلیل دینامیک، بستر متحرک، اصل کار مجازی
  • علیرضا پورموید، کرامت ملک زاده فرد*، رضا بهاءالدینی صفحات 29-52
    در این مقاله، تحلیل ارتعاشات و پایداری پانل هدفمند ساندویچی چندلایه تقویت شده با نانوصفحات گرافن و محصورشده با لایه های پیزوالکتریک تحت تاثیر نیروی آیروالاستیک مطالعه شده است. پانل ساندویچی چندلایه دو جهت انحنادار از مواد متخلخل که با نانو صفحات گرافنی تقویت شده اند، در نظر گرفته می شود. نانوصفحات گرافن به صورت های یکنواخت و غیریکنواخت و همچنین سه نوع توزیع تخلخل هدفمند که به صورت لایه و پیوسته در راستای ضخامت تغییر می کند فرض شده است. این سازه همواره تحت تاثیر جریان خارجی سیال که با تیوری پیستون مدل سازی می شود در نظر گرفته شده است. برای استخراج معادلات حاکم بر حرکت به همراه شرایط مرزی از اصل توسعه یافته همیلتون با در نظر گرفتن تیوری مرتبه بالا استفاده شده است. برای گسسته سازی معادلات با مشتقات جزیی به معادلات با مشتقات معمولی، از روش گلرکین استفاده می شود. تاثیر مواد پیشرفته شامل الگوهای مختلف توزیع تخلخل، ضرایب تخلخل، توزیع یا پراکندگی نانو صفحات گرافن، مقدار کسر وزنی آن ها و همچنین، تاثیر ابعاد هندسی سازه بر روی ارتعاشات و ناپایداری های دینامیکی سازه ها مطالعه می شوند.
    کلیدواژگان: ارتعاشات و پایداری، پانل ساندویچی، جریان سیال مافوق صوت، لایه های پیزوالکتریک
  • مجتبی زائری امیرانی، نوشین بیگدلی*، محمد حائری صفحات 53-69
    کنترل آرایش متغیر با زمان سیستم چندعاملی برای اجسام پرنده بدون سرنشین در ساختار رهبر- پیرو در این مقاله مورد مطالعه قرارگرفته است. فرض بر این است که تعداد عوامل در حین حرکت تغییر می کند. با تغییر تعداد عوامل، آرایش مطلوب نیز، به صورت چندضلعی های منتظم با اضلاع ثابت به گونه‫ای تغییر می‫‫یابد که فاصله نسبی پیروهای همسایه از یکدیگر ثابت نگه داشته شود. یک کنترل کننده دو حلقه ای ارایه شده است که در آن، حلقه داخلی با استفاده از قانون کنترل خطی ساز بازخورد، دینامیک عوامل را خطی می کند. حلقه بیرونی نیز، یک کنترل کننده بازخورد حالت انتگرالی است که از بردار موقعیت نسبی و سرعت نسبی همسایگان برای حفظ آرایش در اجماع بهره می برد. پیروها از مسیر رهبر اطلاعی ندارند و فقط با حفظ فاصله نسبی نسبت به همسایگان خود آرایش را حفظ و رهبر را دنبال می کنند. ضرایب کنترلی به صورت غیر برخط و با حل معادله جبری ریکاتی و بر اساس قضیه گراف تعیین می شود و لذا نیازی به تنظیم برخط ضرایب نیست. پایداری سیستم حلقه بسته تحت قانون کنترل پیشنهادی از طریق قضیه پایداری لیاپانوف بررسی شده و شبیه سازی های مختلفی برای نشان دادن توانایی کنترل کننده پیشنهادی انجام شده است.
    کلیدواژگان: سیستم چندعاملی، آرایش متغیر بازمان، اجماع، رهبر-پیرو، ماتریس لاپلاسین
  • محمد فرحمند، خداداد واحدی*، علیرضا نداف اسکوئی، روح الله حسینی صفحات 71-84

    در این مقاله، به بررسی تجربی، عددی و نیمه تحلیلی میزان انحراف پرتابه سر تخت پس از برخورد به صفحه سوراخ دار پرداخته شده است. در این راستا جهت بررسی تجربی از پرتابه های فولادی 52100 AISI و صفحات سوراخ دار 1045 AISI با 3 قطر سوراخ 5، 7 و 9 میلی متر و جهت مدل سازی عددی از نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده شده است. در ادامه و پس از مقایسه نتایج عددی و تجربی و تایید صحت مدل عددی ارایه شده، با توجه به محدودیت های آزمایشگاهی به بررسی عددی برخورد پرتابه با میزان متفاوت همپوشانی با سوراخ و 3 سرعت متفاوت پرتابه پرداخته و 40 حالت برخورد طراحی و مدل سازی شده است. در ادامه با توجه به داده های به دست آمده، استفاده از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر فرایند آموزش- یادگیری که یک الگوریتم بهینه سازی تکاملی می باشد و کدنویسی در نرم افزار متلب رابطه ای نیمه تحلیلی جهت بدست آوردن میزان انحراف پرتابه پس از برخورد به صفحه سوراخ دار برای هر مقدار قطر سوراخ، قطر پرتابه، سرعت پرتابه و همچنین میزان همپوشانی بدست آمده است. در انتها به مقایسه بین نتایج تجربی، عددی و فرمول بدست آمده پرداخته شده و نشان دهنده مطابقت خوب بین نتایج می باشد.

    کلیدواژگان: پرتابه، صفحه سوراخ دار، انحراف، بهینه سازی مبتنی بر فرایند آموزش-یادگیری.‏
  • توحید میرزابابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی* صفحات 85-99
    در این مقاله به بررسی تجربی و تحلیل رگرسیونی پارامترهای موثر در فرآیند شکل دهی آزاد و با قالب ورق های فلزی دایره ای با انفجار مخلوط گازها پرداخته شده است. در بخش تجربی از ورق های فولادی، آلومینیومی و برنجی در ضخامت های مختلف استفاده شده است. به منظور ارزیابی بهتر نتایج تجربی، از شرط چگالی سطحی برابر برای مقایسه نتایج ورق های فولادی، آلومینیومی و برنجی در شرایط بارگذاری یکسان استفاده شده است. در بخش تحلیل رگرسیونی از نرم افزار طراحی آزمایش و روش سطح پاسخ استفاده شده است. اثر پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایش های تجربی که عبارت اند از فشار گاز اکسیژن، فشار گاز استیلن، ضخامت ورق و زاویه راس قالب روی خیز ورق های دایره ای به صورت هم زمان بررسی شدند. به منظور دستیابی به یک مدل معنی دار، سطح اطمینان 95% در بررسی در نظر گرفته شد. نتایج تجربی نشان داد که استفاده از قالب با زاویه راس 60 درجه باعث می شود که خیز دایمی ورق کاهش یابد. از طرفی استفاده از ورق های آلومینیومی و برنجی در شکل دهی با قالب موجب کاهش بیشتر خیز دایمی نسبت به شکل دهی آزادشده است. نتایج به دست آمده در بخش تحلیل رگرسیونی حاکی از آن است که مقادیر به دست آمده از پیش بینی مدل ها با داده های تجربی مطابقت خوبی دارد و مدل ارایه شده مناسب است. شرایط بهینه برای کم ترین تغییر شکل ورق های تک لای دایره ای تحت بارگذاری انفجاری نیز ارایه شد. فشار گاز اکسیژن و زاویه راس قالب بیشترین و کمترین تاثیر را روی ورق های فلزی دایره ای دارند.
    کلیدواژگان: آزمایش تجربی، تحلیل رگرسیونی، تغییر شکل ورق، روش سطح پاسخ، بارگذاری دینامیکی
  • ابوذر ملکیان*، خداداد واحدی، روح الله حسینی، علیرضا نداف اسکوئی صفحات 101-115

    در این پژوهش بهینه سازی شکل دماغه نفوذگر جنبشی، با هدف دستیابی به نفوذ حداکثری انجام شده است. جهت بهینه سازی از روش بهینه سازی تحلیلی لاگرانژ و از الگوریتم تکاملی ژنتیک، چندین نوع تابع مولد دماغه مختلف، دو تابع هدف مختلف ضریب شکل و عمق نفوذ، استفاده شده است. با مقایسه شکل و عمق نفوذ دماغه های بهینه سازی شده، مشاهده می شود که توافق خوبی میان نتایج حاصل از بهینه سازی در حالات مختلف وجود دارد. در بهینه سازی به روش تحلیلی، تابع هدف بهینه سازی ضریب شکل دماغه می باشد و از روش بهینه سازی لاگرانژ استفاده شده است. در بهینه سازی عددی، از دو تابع هدف مختلف عمق نفوذ و ضریب شکل دماغه و همچنین سه نوع تابع مولد دماغه جهت بهینه سازی استفاده شده است. نزدیک بودن نتایج بهینه سازی در همه روش های ذکر شده نشان از دقت بالای بهینه سازی های انجام شده دارد. در این مقاله نشان داده شده است که، ضریب شکل دماغه، تابع هدفی مناسب، برای بهینه سازی دماغه نفوذگرهای جنبشی با هدف دستیابی به بیشترین عمق نفوذ می باشد. یکی از مشخصه هایی که در بهینه سازی شکل دماغه می بایست در نظر گرفته شود، نسبت شعاع ساقه به طول دماغه (τ) می باشد. در این مطالعه، نسبت (τ) در بهینه سازی به روش های مختلف، برابر با 3/0 در نظر گرفته شده است. پس از بهینه سازی و بدست آمدن شکل دماغه پرتابه، عمق نفوذ پرتابه در سرعت های مختلف محاسبه و با عمق نفوذ دماغه های اجایو با نسبت (τ) برابر با 3/0 مقایسه شده است. مشاهده می شود که عمق نفوذ دماغه های بهینه سازی شده، به میزان قابل توجهی از عمق نفوذ دماغه اجایو در سرعت های مختلف برخورد، بیشتر می باشد.

    کلیدواژگان: بهینه سازی دماغه ی نفوذگر، نفوذ حداکثری پرتابه، شکل بهینه ی دماغه ی نفوذگر، طراحی دماغه ی نفوذگر، بتن تراکم پذیر
  • محمدرضا کریمی، یدالله فرزانه* صفحات 117-128

    در حال حاضر قطعات الکترونیکی بسیار نازک و شکننده هستند و مونتاژ آن ها بر روی بردهای مدار چاپی بسیار حساس شده است. در صورت اعمال نیروی بیش ازحد مجاز، احتمال معیوب شدن قطعات و شکستگی آن ها وجود دارد. بنابراین استفاده از سازوکاری با توانایی کنترل نیرو در هنگام نصب ضروری است. به کارگیری سازوکاری با عضوی بزرگ (ماکرو) برای حرکت های طولانی و عضوی کوچک (میکرو) برای حرکت های کوتاه و ظریف، کنترل نیروی مناسب و همچنین سرعت بالا در نصب را به همراه خواهد داشت. عضو ماکرو با کنترل مکان به سرعت به سطح مدار چاپی نزدیک می شود و پس از آن عضو میکرو حرکتش را آغاز می کند. با برخورد عضو میکرو به سطح مدار چاپی، روش کنترلی از کنترل موقعیت به کنترل نیرو تغییر می یابد و امکان نصب قطعه را با نیروی کنترل شده فراهم می کند. جهت کنترل سیستم در ابتدا از کنترل کننده تناسبی- مشتقی استفاده شده است. در ادامه کنترل کننده فازی برای کنترل سیستم انتخاب شده است. با استفاده از کنترل فازی نیرو و مکان، کنترل بهتری فراهم شده است و از شکل گیری اغتشاشات در هنگام نصب قطعات جلوگیری شده است. همچنین نحوه تغییر نیرو و زمان برخورد با سرعت هد نصب مورد بررسی قرار گرفت و بهینه ترین سرعت برخورد محاسبه شد.

    کلیدواژگان: نصب سطحی، سازوکار ماکرو، میکرو، کنترل نیرو، کنترل کننده فازی
|
  • Saeed Khan Kalantary, Hassan Mohammadkhani * Pages 1-12
    The conventional methods for designing autopilots deal conservatively with uncertainties such that the autopilot should be slowed down to the extent in which the system can maintain its desired performance in the presence of a certain uncertainty. However, there will be no guarantee of good performance in the presence of all uncertainties while the capabilities of the system will not be used properly. In the proposed method, using the extended state observer, the lumped uncertainties along with the system’s states will be estimated, and using feedback linearization approach, along with the nonlinear terms will be removed from the control loop. What remains is a simple linear system that is easier to control. In this method, uncertainties is treated without conservatism and consequently performance is improved in different conditions. Finally, for comparing the results of proposed method with linear autopilot a 1000 times Mont Carlo running with specific condition has been used and is shown that the proposed method is better than the conventional method in performance.
    Keywords: Nonlinear Autopilot, Feedback Linearization, Extended State Observer, Robust
  • Hasan Khoshnoodi *, Ali Rahmani Hanzaki, HeidarAli Talebi Pages 13-27

    Parallel robots are of great interests to many advanced industries due to their lots of advantages. But in the spherical parallel robotic arms, addition to shortcomings of is their limited workspace, using of high power actuators made complexity their dynamics and control. Some applications of these types of robots require large work space and high load capacity on a nonstationary base and during moving. In this paper, a new spherical manipulator with 3PUS/S structure and three rotational movements are suggested and its kinematics and dynamics are studied for special applications. Unlimited rotation about Z axis and most of the load bearing by central joint, have made structure of this robot different from others kinematically and dynamically. In this study,  after extracting the kinematics relations of the mentioned arm giving analytical answers for position, velocity and acceleration, the dynamics of the robot with the base mobile platform is investigated using the principle of virtual work. For checking the accuracy of kinematic and dynamic relationships, results verified by Adams software simulation which Acceptable matching of the results confirms the accuracy of the equations. Unlimited rotation about Z axis, the fixed grooves of actuators motion and the reduction of the dynamic effect due to their mass, low effect of the dynamics of robot links, bearing the static part of the load by the central spherical joint and very noticeable reduction of the required motor power are the main advantages of the introduced mechanism and has made it very attractive for special applications.

    Keywords: 3-DoF Spherical Parallel Manipulator, Kinematic, Dynamic Analysis, Moving Base, Principle of Virtual Work
  • Alireza Pourmoayed, Karamat Malekzadeh Fard *, Reza Bahaadini Pages 29-52
    In this study, the vibration and stability analysis of functionally graded (FG) doubly curved panels reinforced with nano-graphene platelets (NGPLs) embedded by piezoelectric layers under the influence of aeroelastic force are investigated. Multilayer sandwich doubly curved panel makes of porous materials reinforced with nano-graphene platelets are considered. The NGPLs are assumed to be uniform and non-uniform distribution, as well as three types of targeted porosity distribution that change continuously along the thickness in each layer. This structure is always under influence of external fluid flow and modeled by the piston theory. Based on the higher-order shear deformation theory, the governing equations of motion of doubly curved panels reinforced with NGPL are obtained using extended Hamilton’s principle. Galerkin method is employed to transform the partial differential equations of motion into the ordinary equations. The effect of advanced materials including various patterns of porosity distribution, porosity coefficients, distribution or dispersion of nano graphene platelets, NGPL weight fraction, as well as the effect of structural geometric dimensions on vibrations and dynamic instabilities of structures are studied.
    Keywords: Vibration, Stability, Sandwich Panel, Supersonic Fluid Flow, Piezoelectric Layers
  • Mojtaba Zaeri Amirani, Nooshin Bigdeli *, Mohammad Haeri Pages 53-69
    Time-varying motion consensus and formation control of leader-follower unmanned aerial vehicle multi-agent system (UAV-MAS) is studied, in this paper. It is assumed that the number of agents changes during the motion. According to the variations in number of agents, the desired formation would also change in the form of various regular polygons in such a way that, whose sides, which are the relative distances of the neighboring followers from each other, are kept constant. A two-loop controller is provided, in which, the internal loop uses the feedback linearization control law to linearize the dynamics of the agents. In the outer loop, an integral state feedback controller is employed as a new consensus formation controller based on the relative position and velocity vectors of neighboring agents. The followers do not know the path of the leader and only maintain the formation and track the leader by maintaining their relative distance with their neighbors. Controller coefficients are determined offline by solving the algebraic Riccati equation and based on the graph theory. Therefore, no online tuning is needed.  Closed loop stability of system under the proposed control law would be investigated via the Lyapunov stability theorem and various simulations are performed to illustrate the capability of the proposed controller.
    Keywords: Multi-agent system, Time-varying formation, consensus, Leader-follower, Laplacian matrix
  • Mohammad Farahmand, Khodadad Vahedi *, Alireza Naddaf Oskouei, Roholah Hoseini Pages 71-84

    In this paper, the experimental, numerical and semi-analytical study of the deflection of a blunt projectile after hitting the perforated plate has been done. In this regard, for experimental study, AISI 52100 steel projectiles and 1045 AISI perforated plates with 3 hole diameters of 5, 7 and 9 mm have been used, and for numerical modeling, Abacus finite element software has been used. Then, after comparing the numerical and experimental results and confirming the accuracy of the presented numerical model, according to the laboratory limitations, the projectile impact is numerically evaluated with different overlap, and 3 different projectile velocities. And 40 type of impacting modes are designed and modeled. According to the obtained data, the use of optimization algorithm based on the teaching-learning, which is an evolutionary optimization algorithm, and coding in MATLAB software, semi-analytical relations to obtain the rate of projectile deviation after Impact on the perforated plate for each value of hole diameter, projectile diameter, projectile velocity and the amount of overlap is obtained. Finally, a comparison is made between the experimental, numerical and equation results. And this indicates a good match between the results.

    Keywords: Projectile, Perforated plate, Deflection, Teaching learning based optimization
  • Tohid Mirzababaie Mostofi, Mostafa Sayah Badkhor, Hashem Babaei * Pages 85-99
    In this paper, experimental and regression analysis of the effective parameters in the free and die forming of circular metallic plates using gas mixture detonation were investigated. In the experimental section, steel, aluminum, and brass plates in different thicknesses were used. To better evaluate the experimental results, the condition of the same areal density was used to compare the results of steel, aluminum, and brass plates under the same loading conditions. In the regression analysis section, the Design-Expert software package and response surface methodology were used. The effect of parameters measured in experimental tests including the pressure of Oxygen, the pressure of Acetylene, plate thickness and die apex angle on the deflection of circular plates were investigated simultaneously. To find a significant model, the confidence level of 95% was considered in the analysis. Experimental results showed that using a die with an apex angle of 60° leads to the decrease of the maximum permanent deflection. On the other hand, using aluminum and brass plates in the die forming resulted in a more reduction of permanent deflection in comparison with free forming. The results of the regression analysis show that the predicted values of the model are in good agreement with the experimental data and the presented model is suitable. Optimal conditions for the minimum deflection of the circular plates under explosive loading were also presented. The pressure of Oxygen and the die apex angle has the highest effect and the least effect on the forming of circular metallic plates.
    Keywords: Experimental Test, Regression Analysis, Plate deformation, Response Surface Methodology, Dynamic loading
  • Khodadad Vahedi, Rohollah Hosseini, Alireza Naddaf Oskoie Pages 101-115

    In this study, the shape of the kinetic penetrator nose is optimized with the aim of achieving maximum penetration. For optimization, Lagrange analytical optimization method and genetic evolutionary algorithm, several types of different nose-generating functions, two different objective functions, and shape coefficient and penetration depth have been used. Comparing the shape and depth of penetration of the optimized noses, it is observed that there is a good agreement between the results of the optimization in different cases. In analytical optimization, the objective function is to optimize the shape of the nose and the Lagrange optimization method is used. In numerical optimization, two different objective functions of penetration depth and nose shape coefficient as well as three types of nose generating functions have been used for optimization. The proximity of the optimization results in all the mentioned methods shows the high accuracy of the optimizations performed. In this paper, it is shown that the nose shape coefficient is a suitable objective function to optimize the nose of kinetic penetrators in order to achieve the maximum penetration depth. One of the characteristics that should be considered in optimizing the shape of the nose is the ratio of the stem radius to the length of the nose (τ). In this study, the ratio (τ) in optimization by different methods is equal to 0.3. After optimizing and obtaining the shape of the projectile nose, the penetration depth of the projectile at different speeds was calculated and compared with the penetration depth of the oyster noses with a ratio (τ) equal to 0.3. It can be seen that the penetration depth of the optimized noses is significantly greater than the penetration depth of the ips in different collision velocities.

    Keywords: Penetration nose optimization, Maximum projectile penetration, optimal penetrator nose shape, Penetrator nose design, Compressible Concrete
  • MohamadReza Karimi, Yadollah Farzaneh * Pages 117-128

    Currently, electronic components are very thin as well as fragile and their assembly on PCB boards is highly sensitive. The components may be damaged and broken in response to an excessive force. Therefore, it is necessary to use a mechanism with force control ability. A mechanism with a large member (macro) for long movements and a small member (micro) for short and delicate movements, is selected to provide accurate force control as well as high speed in installation. The macro member is rapidly approaches the surface of the PCB with the position control and then the micro member initiate its movement. As the micro member contacts the surface of the PCB, the position control is switched to force control and enables the installation of the device with controlled force. At the first attempt, PID controller is used. Thereafter, the fuzzy controller is selected to control the system. The fuzzy controller has a better performance and reduces the disturbances during installation. The relation between maximum contact force and contact time with velocity is also investigated and optimal velocity is determined.

    Keywords: Surface Mounting, Macro, Micro Mechanism, Force Control, Fuzzy Controller