Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tăng cường khả năng theo dõi của hệ thống servo khí nén điều khiển bằng mô đun độ rộng xung thông qua mạch khí nén đã được chỉnh sửa
Tóm tắt
Trong bài viết này, để tăng cường khả năng theo dõi của các hệ thống servo khí nén điều khiển bằng mô đun độ rộng xung (PWM), mạch khí nén đã được chỉnh sửa sao cho tín hiệu PWM giống hệt nhau được yêu cầu bởi cả hai van chuyển mạch nhanh. Kết quả là, vấn đề phân bổ các chu kỳ làm việc khác nhau cho các van đã được loại bỏ, do đầu vào xung được đồng bộ. Một thuật toán PWM đơn giản được áp dụng để bù đắp cho các khu vực chết trong mối quan hệ giữa tín hiệu đầu vào chu kỳ làm việc và đầu ra dòng chảy của van. Một nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện để chỉ ra khả năng của mạch đề xuất. Các bài kiểm tra vòng kín được triển khai và hiệu suất theo dõi cao cho các tần số lên đến 5Hz được đạt được, trong khi các thí nghiệm với tần số lên đến 1Hz đã được báo cáo trong các nghiên cứu trước đây. Trong các điều kiện tương tự về tải trọng và kích thước xi lanh, các thí nghiệm của mạch đề xuất cho kết quả chấp nhận được với bộ điều khiển PD đơn giản, so với các bộ điều khiển và mạch phức tạp hơn trong các nghiên cứu trước đó.
Từ khóa
#hệ thống servo khí nén #điều khiển mô đun độ rộng xung #mạch khí nén #hiệu suất theo dõiTài liệu tham khảo
Goldstein SR, Richardson H (1968) A differential pulse-width modulated pneumatic servo utilizing floating flapper disc switching valves. Trans ASME J Basic Eng C 90: 143–151
Noritsugu T (1987) Development of PWM mode electro-pneumatic servomechanism, Part I: Speed control of a pneumatic system. J Fluid Control 17(1): 65–79
Noritsugu T (1987) Development of PWM mode electro-pneumatic servomechanism, Part II: Position control of a pneumatic system. J Fluid Control 17(2): 7–28
Kunt C, Singh R (1990) A linear time varying model for on-off valve controlled pneumatic actuators. Trans ASME J Dyn Syst Meas Control 112: 740–747
Ye N, Scavarda S, Betemps M, Jutard A (1992) Models of a pneumatic PWM solenoid valve for engineering applications. Trans ASME J Dyn Syst Meas Control 114: 680–688
Van Varseveld RB, Bone GM (1997) Accurate position control of a pneumatic actuator using on/off solenoid valves. IEEE/ASME Trans Mechatron 2: 195–204
Shih MC, Hwang C (1997) Fuzzy PWM control of the positions of a pneumatic robot cylinder using high speed solenoid valve. JSME Int J 40(C): 469–476
Shih MC, Ma M (1998) Position control of a pneumatic rodless cylinder using fuzzy PWM control method. Mechatronics 41: 241–253
Shih MC, Ma M (1998) Position control of a pneumatic rodless cylinder using sliding mode M-D-PWM control the high speed solenoid. JSME Int J 41(2C): 236–241
Gentile N, Giannoccaro NI, Reina G (2002) Experimental tests on position control of a pneumatic actuator using on/off solenoid valves. In: Proceedings of IEEE ICIT conference on industrial technology, Bangkok, Thailand, pp 555–559
Barth EJ, Zhang J, Goldfarb M (2003) Control design for relative stability in a PWM-controlled pneumatic system. Trans ASME J Dyn Syst Meas Control 125: 504–508
Shen X, Zhang J, Barth EJ, Goldfarb M (2004) Nonlinear averaging applied to the control of pulse width modulated (PWM) pneumatic systems. In: Proceedings of the American control conference, Boston, USA, pp 4444–4448
Shen X, Zhang J, Barth EJ, Goldfarb M (2006) Nonlinear model-based control of pulse width modulated pneumatic servo systems. Trans ASME J Dyn Syst Meas Control 128: 663–669
Messina A, Giannoccaro NI, Gentile A (2005) Experimenting and modeling the dynamics of pneumatic actuators controlled by pulse width modulated (PWM) technique. Mechatronics 15: 859–881
Noritsugu T (1987) Pulse-width modulated feedback force control of a pneumatically powered robot hand. In: Proceedings of the international symposium on fluid power control and measurement, Tokyo, Japan, pp 47–52
Belforte G, Mauro S, Mattiazzo G (2004) A method for increasing the dynamic performance of pneumatic servosystems with digital valves. Mechatronics 14: 1105–1120
Sorli M, Pastorelli S (2000) Performance of a pneumatic force controlling servosystem: influence of valves conductance. Robotics Auton Syst 30: 283–300
Granosik G, Borenstein J (2004) Minimizing air consumption of pneumatic actuators in mobile robots. In: Proceedings of IEEE international conference on robotics and automation, New Orleans, LA, pp 3634–3639
Scarfe P, Lindsay E (2006) Air muscle actuated low cost humanoid hand. Int J Adv Robotic Syst 3: 139–146
Nguyen T, Leavitt J, Jabbari F, Bobrow JE (2007) Accurate sliding-mode control of pneumatic systems using low-cost solenoid valves. IEEE/ASME Trans Mechatron 12: 216–219
Taghizadeh M, Ghaffari A, Najafi F (2008) A linearization approach in control of PWM-driven servo-pneumatic systems. In: Proceeding of the 40th IEEE/SSST South-eastern symposium on system theory, New Orleans, LA, USA, pp 395–399
Chillari S, Guccione S, Muscato G (2001) An experimental comparison between several pneumatic position control methods. In: Proceedings of the 40th IEEE conference on decision and control, USA, pp 1168–1173
Topcu EE, Yuksel I, Kamis Z (2006) Development of electro- pneumatic fast switching valve and investigation of its characteristics. Mechatronics 16: 365–378
Ahn K, Yokota S (2005) Intelligent switching control of pneumatic actuaror using on/off solenoid valves. Mechatronics 15: 683–702
Richer E, Hurmuzlu Y (2000) A high performance pneumatic force actuator system: part II—nonlinear control design. Trans ASME J Dyn Syst Meas Control 122: 425–434