طراحی و پیاده‌سازی کنترل‌کننده‌ تطبیقی برای کنترل موقعیت یک عملگر نیوماتیک تحت بارگذاری متغیر

در شرایط بارگذاری یکنواخت، استفاده از یک کنترل‌کننده‌ با ضرایب ثابت می‌تواند برای سیستم سرونیوماتیک قابل قبول باشد؛ اما در شرایط بارگذاری متغیر با دامنه‌ی تغییرات گسترده برای دستیابی به عملکرد مطلوب، روش‌های پیشرفته‌ترکنترلی بایستی مدنظر قرار گیرند. در این مقاله کنترل‌کننده‌‌ای تطبیقی برای یک سیستم سرونیوماتیک با شیر دو وضعیتی و تحریک pwm تحت بارگذاری متغیر طراحی گردیده و روی آن پیاده‌سازی شده است. در سیستم سرونیوماتیک تحت آزمایش به جای استفاده از شیر گران قیمت سرو یا پروپرشنال از شیر دو وضعیتی پاسخ سریع با تحریک pwm استفاده شده است. شناسایی پارامترهای سیستم با استفاده از اطلاعات ورودی ـ خروجی به صورت بلادرنگ انجام شده و پارامترهای کنترل‌کننده‌ بطور لحظه‌ای تنظیم می‌شوند. در طراحی کنترل‌کننده‌‌ی تطبیقی پیشنهادی از الگوریتم رگولاتورهای خودتنظیم استفاده شده است. کنترل طراحی شده از طریق یک کارت واسط کامپیوتری روی سیستم سرونیوماتیک مدنظر اعمال شده و عملکرد آن مورد بررسی و مقایسه با روش‌های کنترل تناسبی ـ مشتق گیر و کنترل چندمدله قرار گرفته است. در روش کنترل چند مدله، برخلاف روش ارائه شده می‌بایست تعداد محدود و گسسته‌ای بار مرجع را در میان گستره‌ی تغییرات بار در نظر گرفته و کنترل‌کننده‌‌های ثابت را متناظر با این نقاط، طراحی یا تنظیم نمود. آزمایش‌های تجربی انجام شده تحت بارگذاری متغیر عملکرد مطلوب کنترل‌کننده‌ تطبیقی را به ازای گستره ی کامل تغییرات بار نشان می‌دهند.

Adaptive control for position control of a pneumatic actuator under variable loads

Under a constant loading condition, use of a controller with constant coefficients can be acceptable for servo pneumatic systems. However in variable loads with widespread changes, more advanced control methods should be considered to achieve desirable performance. In this paper, an adaptive controller is designed and implemented to a variably loaded servo pneumatic system with PWM driven switching valve. In the under examination servo pneumatic system, PWM driven fast switching valve is used instead of expensive servo or proportional valves. Real time identification of system parameters is performed using inputoutput data and controller parameters are adjusted instantaneously. “Selftuning regulators” algorithm, in which controller parameters obtain from solving a design problem, is applied to design the proposed adaptive controller. The designed controller is applied to the servo pneumatic system via an interface board and its performance is compared with PD and multi model controller. Unlike the proposed method in multi model control method, a number of constant loads should be considered and corresponding to each load a fixed controller is designed. Experimental results demonstrate the high performance of the adaptive controller under variable loads.