The paper describes a novel, simple servo drive position controller, using solely the knowledge about the structure of the nonlinear model and the constraints met by individual components of the model. The desired behavior of the position and velocity signals is obtained by imposing a time-varying constraint on the signal aggregating information about the position and velocity tracking errors. The method allows you to determine the maximum control (servo drive current) necessary to achieve the control goal under the existing initial conditions and the selected reference trajectory. The control is constrained and consists in appropriate reaction when the trajectory approaches the barrier, the shape of which is responsible for the imposed properties of the transient and quasi-steady state tracking error. In addition to the derivation of the control, a discussion of its possible variants and basic properties is presented. Control with time-varying constraints has been introduced, which allows the control objectives to be met with limited conservatism of the imposed constraints. The influence of technical factors related to actual speed and position measurements was discussed and the operation of the real drive on a laboratory stand was presented.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Współczesne serwonapędy bezpośrednie z silnikami z magnesami trwałymi są sterowane przez nieliniowe, złożone algorytmy sterowania. Algorytmy te są wyprowadzane przy upraszczających założeniach, których nie można dotrzymać przy implementacji w układach rzeczywistych. Liczne czynniki dotyczące realizacji sterowania, pomiarów sygnałów, niepełnego modelowania silnika i maszyny roboczej pojawiają się na etapie implementacji i mogą wpływać destrukcyjnie na jakość regulacji osiąganą w układzie rzeczywistym. W artykule dokonano analizy takich czynników i oceniono istotność ich wpływu na pracę układu, w którym sterowanie wyznaczono metodami adaptacyjnego sterowania nieliniowego ze zmiennymi w czasie barierowymi funkcjami Lapunowa. Badania dotyczą serwonapędu z silnikiem liniowym z magnesami trwałymi. Wyniki przedstawiono w licznych symulacjach i poprzez eksperymenty przeprowadzone w układzie rzeczywistym.
EN
In the article, using the example of nonlinear adaptive control with the limitation of state variables in a finite time, the authors show the influence of factors considered as "deteriorating" the control on the accuracy of tracking a given trajectory. Based on an accurate model of a linear drive with a permanent magnet synchronous motor, the destructive effect of unmodulated additional dynamics and non-linearities in the control algorithm was analysed. The analysis of the obtained results made it possible to apply remedies and evaluate their effectiveness. The article presents simulations, and tests carried out on a real system.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono algorytm adaptacyjnego sterowania położeniem ramienia w układzie napędowym z nieliniowym połączeniem sprężystym. Do zaprojektowania algorytmu sterowania użyto metody „całkowania wstecz”. Zaproponowane w algorytmie prawa adaptacji realizują funkcję samostrojenia układu regulacji pozwalając projektantowi na nieznajomość parametrów układu napędowego. Działanie algorytmu zostało sprawdzone symulacyjnie oraz w układzie rzeczywistym.
EN
The paper presents an algorithm of adaptive control of the arm position in the drive with a non-linear elastic joint. The backstepping method was used to design the control algorithm. The laws of adaptation proposed in the algorithm implement the self-tuning function of the control system, and allow to avoid a process of identification parameters of the drive system. The operation of the algorithm has been verified in a simulation and in a real system.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.