The paper deals with the structure and drive of the adaptive electro-hydraulic control system and practical verification of the identification and control algorithms. The electro-hydraulic servo system composed of hydraulic cylinder controlled by proportional valves is discussed. The parameters of the adaptive adjuster were determined by means of the results of the current identification of the parametric model. The identification was conducted on the basis of the measurement of the object's controlling size and the regulated size of the object. The identified model of the object was applied to carry out on-line synthesis of the PID adjuster. The selected problems connected with obtaining the algorithm of adaptive control are presented. A computer program implementing the algorithm with the numerical simulation and the identification of the physical model of the control object is worked out. The aim of the research is to examine the effectiveness of adaptive control method in electro-hydraulic servo systems both theoretically and experimentally.
W artykule przedstawiono model sterowania ślizgowego SMC (ang. Sliding Mode Control) w zastosowaniu do elektrohydraulicznego układu serwonapędu. Algorytm ślizgowy bardzo dobrze nadaje się do sterowania obiektami nieliniowymi oraz charakteryzuje się dużą odpornością na zakłócenia. Dużą niedogodnością sterowania ślizgowego są efekty częstych przełączeń sygnału sterowania (ang. Chattering Phenomena), co może prowadzić do powstawania drgań elementów wykonawczych i wpływać niekorzystnie na trwałość napędzanego urządzenia. W artykule zaprezentowano alternatywne podejście, które w znacznym stopniu eliminuje efekt częstych przełączeń.
EN
This paper presents the design a variable structure controller by Sliding Mode Control techniques for the electro-hydraulic servo systems. This approach enables to compensate the inherent non-linearities of the actuator and to reject external constant disturbances. An unfavorable effects of SMC are frequent switches of the control signal. Sigmoidal functions are used in lieu of signum functions to reduce chattering phenomena. Simulation results verify the validity of the proposed technique to compensate the frequent switches in servo system.
W referacie omówiono adaptacyjny układ regulacji serwonapędu elektrohydraulicznego. Podjęto próbę stałej aktualizacji nastaw regulatora systemu regulacji napędu elektrohydraulicznego w trakcie jego pracy on-line. Do zaprojektowania algorytmu adaptacyjnego układu regulacji serwonapędu elektrohydraulicznego wykorzystano jego model parametryczny. Przedstawiono schemat doboru nastaw adaptacyjnego regulatora PID na postawie odpowiedzi układu regulacji.
EN
The paper deals with the structure and the drive of the adaptive electro-hydraulic control system and practical verification of the identification and control algorithms. The author discusses the electro-hydraulic servo system composed of the plumbing servomotor steered with flow distributor. It is a strongly non-linear, object with parameters changing in the time. The parameters of the adaptive adjuster were determined by means of the results of the current identification of the parametric model. The identified model of the object was applied to carry out on-line synthesis of the PID adjuster. The selected problems connected with obtaining the algorithm of adaptive control were presented. The computer program implementing the algorithm with the numerical simulation and the identification of the physical model of the control object were worked out. The aim of the research was to examine the effectiveness of adaptive control method in electro-hydraulic servo systems both theoretically and experimentally.
This paper presents the design of a new robust Sliding Mode Controller for the electro-hydraulic servo system. In classic approach of SMC are unfavorable effects of frequent switches of the control signal appears. This phenomenon is called the chattering effect. To reduce this effect, a new method of the Sliding Mode Control design with changing switching gain along the Lagrange'a multiplier is proposed. Simulation results and laboratory experiments indicate that the control approach is very robust and considerably improves the position tracking accuracy.
PL
Artykuł prezentuje nowe podejście w użyciu algorytmu ślizgowego w zastosowaniu do serwonapędu elektrohydraulicznego. W klasycznym podejściu algorytmu ślizgowego pojawia się niepożądany efekt częstych przełączeń sygnału sterującego. W celu wyeliminowania tego zjawiska, w artykule zaproponowano użycie metody wyznaczników Lagrange'a. Wyniki symulacyjne jak i laboratoryjne wskazują na wysoką oporność układu na zakłócenia przy zachowaniu dobrych właściwości dynamicznych układu jak i „gładkim" sygnale sterującym.
This paper focuses on the chattering analysis in a backstepping controller used to drive an electro-hydraulic servo system. The chattering phenomenon, well known in sliding mode control, strongly reduces operating performance while causing premature wear of the system. Four cases are studied to highlight the factors influencing the chattering in the backstepping control. In the first case, the effect of the unmodeled fast servo valve dynamics is analysed by comparing a reduced-order backstepping controller with a full-order controller. The second case analyses the sensitivity to the tuning gains of the backstepping controller. The third case emphasises the influence of the parameter of sign function approximation. The last case analyses the sensitivity of the parameter of the time derivative of the virtual controls. The simulation results in the Matlab/Simulink show that the chattering is mitigated by an appropriate gains tuning but above all an appropriate calculation of the derivatives of the virtual controls, particularly for high-order systems.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.