Robust model-following control for the DC servo drive

• Autorzy: Pietrusewicz K. , Dworak P. , Broel-Plater B.

Warianty tytułu

PL

Odporna regulacja MFC serwonapędu prądu stałego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The goal of this paper is to present a new method that ensures stiffness of the mechanical characteristic of the direct current motor servo drive, which means lack of influence of the varying load torque on quality of the velocity control. Additionally, usage of the new MFC-V (Model-Following Control for Velocity control) system allows one to shape the servo drive transient response, ensuring, among other things, an overshoot free step response in the velocity control loop. The proposed solution exemplifies a possible approach to designing a DC motor servo drive of a CNC power transmission system.

PL

W artykule zaprezentowano nową metodę projektowania serwonapędu silnika prądu stałego. Zapewnia wysoką sztywność charakterystyki mechanicznej, rozumianą jako brak wpływu zmian momentu obciążenia na jakość regulacji prędkości. Dodatkowo, wykorzystanie nowego układu MFC-V (Model-Following Control for Velocity control) pozwala kształtować zachowanie serwonapędu w stanach przejściowych. Zapewnia odpowiedź bez przeregulowania wartości wyjściowej w pętli regulacji prędkości. Zaproponowane rozwiązanie stanowi przykład możliwego podejścia do projektowania serwonapędu prądu stałego układu napędowego obrabiarek CNC.

Słowa kluczowe

EN

robust control; PID control; model following control (MFC); overshoot; speed control; drive stiffness

PL

regulacja odporna; regulacja PID; regulacja nadążająca za modelem; przeregulowanie; regulacja prędkości; sztywność napędu

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 45--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Pietrusewicz K.

autor

Dworak P.

autor

Broel-Plater B.

• Institute of Control Engineering, Szczecin University of Technology, Al. Piastów 17, 70-310 Szczecin,

Bibliografia

• [1] N. MOHAN: First course on power electronics and drives. MNPERE, 2003.
• [2] R. KRISHNAN: Electric motor drives. Modeling, analysis and control. Prentice Hall, 2001.
• [3] C. T. KILIAN: Modern control technology: components and systems. Delmar, Cengage Learning, 2005.
• [4] J. KOSMOL: Servo drives of the numerical control machine tool. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1998.
• [5] В. К. BOSE: Power electronics and motor drives. Advances and trends. Elsevier, 2006.
• [6] B. K. BOSE: Modern power electronics and AC drives. Prentice Hall, 2002.
• [7] N. MOHAN, T. M. UNDELAND, W. P. ROBBINS: Power electronics. Converters, applications and design. John Wiley and Sons, 1995.
• [8] R. H. BISHOP: Mechatronics: An introduction. Taylor & Francis, 2006.
• [9] M. NAKAMURA, S. GOTO, N. KYURA: Mechatronic servo system control. Problems in industries and their theoretical solutions. Springer-Verlag, Berlin 2004.
• [10] G. W. YOUNKIN: Industrial servocontrol systems. Fundamentals and applications. Marcel Dekker, 2003.
• [11] F. ANTRITTER, J. TAUTZ: Tracking control of the angular velocity of a DC-motor via a BOOT-converter. Proc. 7th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems, 2007 South Africa, 880-885.
• [12] G. FERRETTI, F. LUCCHINI, G. MAGNANI, P. ROCCO: A mechatronic approach to the control of machine tools, IFAC World Congress 2007.
• [13] G. TAPIA, A. TAPIA: Sliding-mode control for linear permanent-magnet motor position tracking, IFAC World Congress 2007.
• [14] G. ELLIS, R. D. LORENZ: Comparison of motion control loops for industrial applications, Proc. IEEE IAS Annual Meeting, 4(1999), 2599-2605.
• [15] M. KAŹMIERCZAK, A. KOLKA, J. KOSMOL, H. SŁUPIK: Numerical control programming. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007.
• [16] S. SKOCZOWSKI: Model following PID control with a fast model. Proc. 6th Portuguese Conference on Automatic Control, Faro, Portugal: 2004,494-499.
• [17] S. SKOCZOWSKI, К. PIETRUSEWICZ: New method of simplified identification for PID-OVR design. Proc. First Inter. Conference on Modeling, Simulation and Applied Optimization, Sharjah, U.A.E., 2005.
• [18] S. SKOCZOWSKI: Robust model following control with use of a plant model, Journal of Systems Science, 32(2001), 1413-1427.
• [19] S. SKOCZOWSKI: Feedback systems architectures and their robustness (in Polish), Proc. 14th National Control Conference, Zielona Góra 2002, 507-514.
• [20] S. SKOCZOWSKI, S.DOMEK, К. PIETRUSEWICZ, В. BROEL-PLATER: A method for improving the robustness of PID control. IEEE Trans, on Industrial Electronics, 52(2005)6, 1669-1676.
• [21] A. O'DWYER: Handbook of PI and PID Controller Tuning Rules. Imperial College Press, 2006.
• [22] G. J. SILVA, A. DATTA, S.P. BHATTACHARYYA: PID Controllers for Time Delay Systems, Birkhauser, 2005.
• [23] A. VISIOLI: Practical PID control. Springer-Verlag, Berlin 2006.