Pnömatik silindirlerde basınç geri beslemesi ile hassas konum kontrolü

Ahmet KUZUCU,Berrak KARACA,Hakan Barış BENLİGİRAYOĞLU,Turhan Oğuzhan GÖKSEL

Abstract

Accurate, reliable and low-cost position control of pneumatic actuators around a desired trajectory offers flexible solutions to automation applications where programmable position control is required. Pressure measurements are simpler and easier to implement than velocity measurements, consequently a position control system using the pressure and position feedbacks is attractive. "Intelligent" bang-bang control implemented with fast valves having high commutation frequency satisfies the accuracy requirements with low cost components because sharp pressure and force variations are damped considerably by pressure chamber dynamics and load inertia. Fuzzy Control is adopted to cope with the modeling complexity of the pressure chamber thermodynamics. A nonlinear realistic system model, validated for an experimental set up in previous work, is used and simulation results are presented. An accuracy of ± 0,1 mm may be reached with industrial cylinders using the proposed control approaches.

Özet

Pnömatik sürücülerin konumlarının istenen bir referans yörüngesi etrafında hassas, güvenilir ve ucuz biçimde kontrol edilebilmesi, programlanabilir konum kontrolü gerektiren otomasyon uygulamaları için esnek çözümler sunmaktadır. Basınç ölçümünün hız ölçümünden daha basit gerçekleştirilmesi, yalnız konum ve basınç ölçümlerini kullanan bir kontrol sistemini çekici kılar. Gerek basınç odaları, gerekse yük ataleti basınç ve kuvvet dalgalanmalarını önemli ölçüde söndürdüğü için hızlı aç-kapa valfleri ile uygulanacak "akıllı" ikili kontrol yöntemleri daha ucuz bileşenlerle istenen hassasiyeti sağlayabilmektedir. Basınç odalarındaki termodinamik davranışın modellenmesindeki zorluğa karşı "Bulanık Mantık" yaklaşımı da uygulanmıştır. Kullanılan deneysel düzenek için daha önceki çalışmalarda geçerliliği sınanmış bir sistem modeli ile benzetim ortamında elde edilen sonuçlar sunulmuştur. Bu çalışmadaki kontrol yaklaşımları ile sanayi tipi silindirlerle ± 0,1 mm konum hassasiyetinin sağlanabileceği görülmüştür.