مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدلسازی و طراحی کنترل کننده موقعیت عملگر سرو هیدرولیک با استفاده از روش‌ مود لغزشی تحت بارگذاری متغیر

نویسندگان
1 دانشجو
2 عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی
3 مهندسی مکانیک- دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شهید بهشتی
چکیده
در این مقاله، به مدلسازی و طراحی کنترل‌کننده موقعیت برای سیستم غیرخطی عملگر سروو هیدرولیکی تحت بارگذاری متغیر پرداخته شده است. مدل دینامیکی سیستم با در نظر گرفتن معادلات حاکم بر دینامیک شیر، نشتی ها، مدل اصطکاک و ... استخراج شده است. برای دستیابی به عملکرد مطلوب در شرایط بارگذاری متغیر با دامنه تغییرات گسترده، باید روش کنترلی بکار گرفته شود که در مقابل تغییرات مقاوم باشد. همچنین، از آنجاییکه سیستم مورد مطالعه دارای دینامیک غیرخطی بوده و مدل استخراجی بیان دقیقی از رفتار سیستم نمی باشد، نیاز به کنترل کننده ای که بتواند در مقابل اثرات غیرخطی و عدم قطعیت مقاوم بوده و دارای سرعت، دقت و پایداری مناسب باشد، نیز ضروری است. لذا، با استفاده از روش های کنترل غیرخطی، کنترل کننده های خطی سازی بازخوردی و مود لغزشی در شرایط بار متغیر نیز طراحی شده است. در ادامه به منظور نشان دادن میزان مقاوم بودن کنترل کننده های طراحی شده، اغتشاش خارجی متغیر با زمان نیز در شبیه سازی در نظر گرفته شده و نتایج با PID مقایسه شده ایست. پارامترهای کنترل کننده های طراحی شده با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی بهینه شده و نتایج شبیه سازی عملکرد بهتر مود لغزشی نسبت به خطی سازی بازخوردی و PID را در برابر تغییر بار نشان می‌دهند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Modeling and position controller design of a servo-hydraulic actuator under variable loads using sliding mode control

نویسندگان English

vahid hassany 1
mostafa taghizadeh 2
mahmood mazare 3
1 mechanical engineering, school of mechanical engineering
3 mechanical engineering, school of mechanical engineering
چکیده English

In this paper, dynamic modeling and position control of a nonlinear servo – hydraulic actuator system under variable loads is proposed. In dynamic model of the under studied system, governing equation of valve, leakage and friction is considered. To achieve to the desired performance of the system under variable loads with extend variation amplitude, a one control method is applied which is robust in the presence of the variation. Also, as a nonlinear servo hydraulic actuator system has a nonlinear dynamics and the extracted dynamic model is not accurate to proposed behavior of the system, one controller can be required which is robust against the nonlinearity and uncertainty effects. The controller should be having an appropriate response, more accuracy and stability. Regarding to position control of the nonlinear servo hydraulic actuator system in presence of variable loads, nonlinear controllers are designed using feedback linearization and sliding mode techniques. In addition, in order to show the robustness of proposed controllers, a time varying disturbance and noise are applied in the simulation and results of the simulation are compared with classical PID controller. Controller parameters is optimized using harmony search algorithm and simulation results show the outperforming of sliding mode control in spite of variable loads against feedback linearization technique and PID controllers.

کلیدواژه‌ها English

Hydraulic actuator
Dynamic modeling
Feedback linearization
Sliding mode control