مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل سیستم سروونیوماتیک بر پایه رویت همزمان فشار دو طرف سیلندر توسط رویتگر بهره بالا

نویسندگان
1 پژوهشکده فناوری های نو
2 عضو هیت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر
3 عضو هیت علمی پژوهشی پژوهشکده فناوری های نو دانشگاه صنعتی امیرکبیر
4 پژوهشکده فناورهای نو
چکیده
در سیستم‌های سروونیوماتیک عوامل غیر خطی مانند تراکم پذیری سیال، نشتی در سیلندر و اصطکاک موجب پیچیدگی مدل سیستم می‌شود. به دلایل فوق از کنترل‌کننده-های مدل مبنای مقاوم برای کنترل دقیق این سیستم‌ها استفاده می‌شود. این دسته از کنترل ‌کننده‌ها نیازمند اندازه‌گیری تمامی حالتهای سیستم هستند. در یک سیستم نیوماتیک موقعیت ، سرعت و فشار دو طرف سیلندر حالت‌های سیستم می‌باشند. اندازه‌گیری فشار مسائلی چون هزینه سنسور و پایین بودن پاسخ فرکانسی را به همراه دارد. راه مناسب برای حل مشکلات اندازه‌گیری استفاده از رویتگر برای رویت فشار و سرعت می‌باشد. مسئله موجود در سیستم نیوماتیکی رویت ناپذیری آن است. در حقیقت فشار دو طرف سیلندر را نمی‌توان فقط با اندازه‌گیری موقعیت، رویت کرد. برای حل این مشکل در این مقاله، عملگر نیوماتیکی به دو سیستم مجزا افراز شده و هر سیستم به صورت مستقل رویت پذیر شده است. در این رویکرد فشار مخزن مقابل در عملگر به عنوان اغتشاش فرض می‌شود. برای رویت فشار از رویتگر بهره بالا که نسبت به اغتشاش مقاوم می‌باشد استفاده شده است. رویتگر طراحی شده تنها موقعیت را به عنوان ورودی دریافت می‌کند. در نهایت کنترل کننده مقاوم مود- لغزشی برای تعقیب موقعیت طراحی شده و کارایی کنترل کننده در حضور رویتگر بر روی سیستم واقعی بررسی می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Control of pneumatic servo system based on simultaneous pressure observing on both sides of the cylinder by high-Gain observer

نویسندگان English

sepehr ramezani 1
Seyed Mehdi Rezaei 2
Mohammad Zareinejad 3
Kevani Baghestan 4
چکیده English

Nonlinear factors such as air compressibility, leakage and friction make the control of pneumatic systems complex. Model-based robust control strategies are appropriate candidates for pneumatic systems, however in such controllers the measurement of state variables of the system are needed. In a pneumatic system the state variables are position and velocity of the actuator, and pressure in both sides of the cylinder. Pressure measurement is usually obtained by means of costly and low response sensors. A better way to deal with the measurement problem is to use observers to reconstruct the missing velocity and pressure signals. However the problem in a pneumatic system is that the system is not observable and pressure signals could not be observed by means of position signals only. To deal with this problem, in this paper, the pneumatic actuator is modeled as two separate chambers and the resulting subsystems are observable independently. High gain observers are designed for mentioned subsystems and for each chamber the pressure of the other chamber is considered as a disturbance. The input signal for each observer is the actuator position signal only. Finally a sliding-mode control strategy is designed for position tracking and experimental results verify that both controller and observer objectives are satisfied.

کلیدواژه‌ها English

Pressure observer
High-gain observer
servo pneumatic
Proportional valve
Sliding mode control