W pracy przedstawiono wyniki analizy sterowania siłą lub momentem (ciśnieniem) elementu wykonawczego układu elektrohydraulicznego, którego pompę o stałej wydajności geometrycznej napędza silnik indukcyjny (AC) zasilany z falownika napięcia. Uwzględniając, że siła (moment) elementu wykonawczego jest w przybliżeniu proporcjonalna do ciśnienia, dalsze rozważania sprowadzono do sterowania tą wielkością. Sterowanie ciśnieniem realizowano w układzie objętościowym (bez zaworu dławiącego), tj. poprzez zmianę momentu na wale silnika indukcyjnego. Do identyfikacji parametrycznej modelu matematycznego napędu elektrohydraulicznego zastosowano numeryczną metodę optymalizacji statycznej Box’a, natomiast do sterowania momentem silnika AC – metodę polowo-zorientowaną. Sterowanie ciśnieniem za pomocą zmiany momentu silnika indukcyjnego (sterowanie objętościowe) porównano ze sterowaniem dławieniowym, w układzie z proporcjonalnym zaworem regulacyjnym. Analizowano także charakterystyki sprawności napędu dla różnych wartości obciążeń w stanie ustalonym prędkości obrotowej silnika hydraulicznego. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla napędu pompy z silnikiem indukcyjnym o mocy 2,6 kW.
EN
The analysis results of force or torque (pressure) control of electrohydraulic system, where a constant displacement pump is powered by inverter-fed induction motor, are presented. Taking into consideration that the force (torque) of the hydraulic actuator is approximately proportional to the pressure, all further considerations were brought to controlling value of pressure. Control of pressure in the volumetric control system (without the throttle valve) is done by changing the torque value on the induction motor shaft. The Box’s numerical method of static optimisation has been applied in parametric identification of the drive system while the field-oriented control method was used to control torque value of AC motor. Laboratory results of pressure control method by induction motor torque control were compared with results of throttling control method with proportional valve. The efficiency characteristics for various values of load at steady-state rotational speed of the hydraulic motor were identified. Laboratory tests for the model of the inverter drive system with AC motor of 2,6 kW were conducted.
W pracy przedstawiono wyniki analizy zagadnień modelowania matematycznego układu elektrohydraulicznego z zaworem proporcjonalnym i siłownikiem. Zamieszczono nieliniowy i liniowy model matematyczny analizowanego układu. Do identyfikacji parametrycznej modelu matematycznego układu zastosowano numeryczną metodę optymalizacji statycznej. Wykazano, że identyfikowane parametry modelu matematycznego są zależne od warunków obciążenia, a także od zastosowanego w procesie identyfikacji sygnału pobudzającego. W badaniach laboratoryjnych analizowano napęd hydrauliczny o mocy 2,6 kW.
EN
This paper discusses both the theoretical and practical aspects of the parametric identification of the electrohydraulic system. The numerical static optimisation method for identification of the system mathematical model was used. The influence of the excitation signals on identified parameters of the system was analysed. Changes in the parameter values were approximated by polynomial functions. The experimental investigations were carried out on a laboratory model of electrohydraulic system.
In the article, based on the known advantages and disadvantages of the use of electro-hydraulic power systems, was indicated the proposed course of work, which aim is the improving the operating parameters of these systems. The simulations were performed based on the numerical model. The sample results show the impact of the untypical type of controler on the work parameters of the system. Results are an example of the one of the possible positive changes in the system. Article presents the results of simulations and their summary.
PL
Możliwe do osiągnięcia parametry ruchów wykonywanych przez elementy robocze układów hydraulicznych są jedną z cech określających obszar zastosowania tego rodzaju napędu. W porównaniu z elektrycznymi silnikami krokowymi układy hydrauliczne w większości charakteryzuje mniejsza dokładność nastawy położenia elementu wykonawczego. Możliwym jest zwiększenie dokładności pozycjonowania wykonywanych ruchów, lecz w powszechnie stosowanych rozwiązaniach wiąże się to na ogół ze znacznym zmniejszeniem prędkości wykonywanego ruchu, a co za tym idzie ze zmniejszeniem wydajności pracy całego układu. Zmniejszanie prędkości jest zatem z punktu widzenia wydajności pracy działaniem niekorzystnym i niechętnie stosowanym w rozwiązaniach przemysłowych. W przypadku sterowania bezpośredniego przez człowieka dostosowanie prędkości wykonywanego ruchu oraz uzyskanie dokładności jego pozycjonowania w dużej mierze jest zależne od zdolności psychomotorycznych operatora oraz możliwości samego układu sterowania hydraulicznego. W przypadku sterowania automatycznego spotyka się cały szereg aplikacji, w większości bazujących jednak na równoważeniu parametrów dokładności pozycjonowania układu roboczego oraz prędkości ruchu w odniesieniu do konkretnego zastosowania.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The switching function and its change are used as input, the index reaching law parameters that represent chattering is used as output, design the switch function sliding mode control method based on fuzzy adaptive reaching index law. Applying for electro-hydraulic central position control system of single roller for a large silicon steel company, and co-simulation between the physical model of the hydraulic system and controller model is implemented, analyze the response characteristics, tracking accuracy and control chattering of the system. The research results show that the strategy has fast response, high control precision and smaller chattering.
PL
Opisano metodę sterowania układem elektro-hydraulicznym w napędzie taśmowym stosowanym w przedsiębiorstwie produkującym stal krzemową. Na wejściu analizuję się funkcję przełączania – na wyjściu analizuje się drgania. Do sterowania wykorzystuje się metody logiki rozmytej.
W pracy przedstawiono modele matematyczne oraz wyniki analizy układu elektrohydraulicznego ze sterowaniem objętościowym, którego pompę o stałej wydajności geometrycznej napędza silnik indukcyjny, zasilany z falownika napięcia. Przedstawiono nieliniowy i liniowy model matematyczny układu elektrohydraulicznego. Do sterowania momentem silnika zastosowano metodę polowo-zorientowaną, natomiast do identyfikacji parametrycznej modelu matematycznego napędu elektrohydraulicznego – numeryczną metodę optymalizacji statycznej. Zamieszczono także wyniki analizy sprawności napędu elektrohydraulicznego w układzie sterowania objętościowego. Charakterystyki sprawności wyznaczono dla różnych wartości obciążeń w stanie ustalonym prędkości obrotowej silnika. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla napędu pompy z silnikiem indukcyjnym o mocy 2,6 kW.
EN
The mathematical models and the results of analysis of the electrohydraulic drive system with volumetric control were presented. The constant displacement hydraulic pump was powered by inverter-fed induction motor drive. Both non-linear and linear mathematical models of the input-output type of the electrohydraulic system have been presented. Numerical method of static optimisation has been used for parametric identification of these models. The conventional controllers in the speed, pressure and flow control systems were used. Efficiency characteristics were determined for steady state of motor speed. The experimental tests have been carried out for the drives with the 2,6 kW motor.
W pracy przedstawiono wyniki analizy regulacji położenia w układzie elektrohydraulicznym, ze sprężystym połączeniem masy z tłoczyskiem siłownika. Specyfiką układów o niesztywnym połączeniu masy obciążenia jest występowanie słabo tłumionego stanu nieustalonego. Analizowano dynamikę procesu regulacji położenia masy w warunkach jej sztywnego i niesztywnego połączenia z tłoczyskiem siłownika. W analizie uwzględniono układy regulacji położenia z klasycznymi algorytmami regulatorów. Zamieszczono modele matematyczne, wyniki identyfikacji parametrycznej oraz analizę procesu regulacji położenia masy.
EN
The problems of mathematical modelling, parametric identification and control of electrohydraulic position system with elastic connection of piston rod and load mass were analysed. Linear mathematical models of the input-output type of the electrohydraulic system are presented. For identification of mathematical model parameters a numerical static optimisation method was used. The structure of control systems for damping mass vibration with conventional PID type were taken into consideration.
Przedstawiono wyniki analizy regulacji ciśnienia w układzie hydraulicznym z pompą o stałej objętości geometrycznej, przez sterowanie momentem silnika indukcyjnego . Rozważono możliwości efektywnego sterowania ciśnieniem układu hydraulicznego, bez zastosowania zaworów dławiących lub przelewowych.
EN
The mathematical model and analysis results of pressure control system of hydraulic power station, where a constant displacement pump is powered by inverter-fed induction motor shaft. The tests of his pressure control method have been compared with results of throttling control method with proportional throttle of pressure valve.
Czynniki związane z eksploatacją i bezpieczeństwem kolei linowych uzależnione od wartości siły napinającej linę. Ogólna struktura elektrohydraulicznych systemów napinania liny. Sterowanie siłą napinania liny na przykładzie własnych rozwiązań urządzeń napinających.
EN
Factors related to the cable railway’s operation and safety depended on the value of cable tightening force. General structure of electro-hydraulic systems for cable tightening. Control of the cable tightening force on the examples of the author’s solutions of tightening devices.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper considers the position control problem of an electro-hydraulic actuator subjected to parameter uncertainties and an external disturbance. The system is described by a comprehensive model that accounts for nonlinearities and friction effects. Friction in the hydraulic cylinder and load variations are taken into account as the external disturbance. The variable structure control with a sliding mode is used in the first step of the controller design. In order to overcome known drawbacks of the sliding mode control, fuzzy logic is applied. The simulation results show good tracking performance and strong robustness.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.