DGM denetimli hızlı anahtarlama valfi ile pnömatik bir sistemin konum denetiminin deneysel araştırılması

Bu çalışmada DGM denetimli hızlı anahtarlama valfine sahip elektropnömatik bir sistemin gerçek zamanlı konum denetimi incelenmiştir. Çalışmanın ilk kısmında geliştirilen prototip valfler, deney düzeneği ve DGM tekniği hakkında bilgi verilmiş, daha sonra elektropnömatik sistemin konum denetimi deneysel olarak araştırılmıştır. Deneyler MATLAB/Simulink programı ve Advantech veri toplama kartı içeren bir PC bilgisayar ile yapılmıştır. Prototip valflerin oransal sürülmesinde Darbe Genişlik Modülasyon (DGM) tekniği kullanılmıştır. Bu valflerin kullanıldığı sisteme klasik P ve PI denetim yordamı uygulanmış ve sistemin minimum hata ile referans konumuna oturması hedeflenmiştir. Ayrıca sistemin PI denetiminde farklı DGM frekanslarının etkisi de incelenmiştir.

Experimentally investigation of position control of a pneumatic system with PWM controlled fast switching valve

In this study, position control of a pneumatic control system which uses PWM controlled fast switching valve is experimentally investigated. Some information about developed valves, test bench and PWM technique is given and then position control of the electropneumatic system is investigated experimentally. Experiments are carried out on a PC contained MATLAB/Simulink software and Advantech data acquisition card. P and PI control algorithms are applied to the pneumatic system with PWM controlled prototype valves and it is aimed to reach steady state value with a minimum error; furthermore, the effects of different PWM frequencies on the PI controlled system are investigated.

PDF

___

1. Noritsugu, T. (1987). Development of PWM Mode Electropneumatic Servomechanism, Part: II: Position Control of a Pneumatic Cylinder, Journal of Fluid Control, 17 (2), 7- 31.
2. Shih, M., Ma, M. (1998). Position Control of a Pneumatic Cylinder Using Fuzzy PWM Control Method. Mechatronics, 8 (3), 241-253.
3. Cihan, S. (1999). Pnömatik Konum Kontrolü, Yüksek Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, 89 s.
4. Varseveld R.B., Bone, G.M. (1997). Accurate Position Control of a Pneumatic Actuator Using On/Off Solenoid Valves. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2, 195-204.
5. Ahn, K., Yokota, S. (2005). Intelligent Switching Control of Pneumatic Actuator Using On/Off Solenoid Valves. Mechatronics, 15, 683-702.
6. Topçu, E.E. (2005). Elektropnömatik Bir Sistem İçin Valf Tasarımı ve Denetim Tekniklerinin Araştırılması. Doktora Tezi. Uludağ Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü. 107 s.
7. Topçu, E.E., Yüksel, İ. (2005). Elektropnömatik Sistemler için Tasarlanan Hızlı Anahtarlama Valfi ile Konum Denetiminin Araştırılması. IV. Ulusal Hidrolik-Pnömatik Kongresi. (1-4.12.2005). İzmir. 289-297.
8. Topçu, E.E., Yüksel, İ. (2005). Alternatif Bir Elektropnömatik Valf Tasarımı ve Karakteristiklerinin Araştırılması. Mühendis ve Makine Dergisi. 46(542):19-28.
9. Belforte, G., Mattiazzo, G., Mauro, S. (2002). Fast Response Pneumatic Servosystems with Digital Valves. Fluid Power Fifth JFPS International Symposium, Japan, 715- 720.
10. Şengirgin, M. (2000). Elektrohidrolik Disk Valflerin Geliştirilmesi ve Bunların Çeşitli Sinyal İşleme Teknikleri Yolu ile Denetlenmesinin İncelenmesi. Doktora tezi, Uludağ Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü. 79 s.
11. Belforte, G., Mauro, S., Mattiazzo, G. (2004) A Method for Increasing the Dynamic Performance of Pneumatic Servosystems with Digital Valves. Mechatronics. 14. 1105-1120.
12. Yüksel, İ., Şengirgin, M., Önbaş, H.İ. (1994). Elektrohidrolik Valflerin DGM Tekniği İle Sürülmesinin Teorik ve Deneysel Araştırılması. Türkiye Otomatik Kontrol Bilimsel Toplantısı, TOK'94. 325-338.
13. Ye, N., Scavarda, S., Betemps, M., Jutard, A. (1992). Models of a Pneumatic PWM Solenoid Valve for Engineering Applications. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 114. 680-688.
14. Zeigler, J.G., Nichols, N.B. (1942). Optimum Settings for Automatic Controllers, ASME Trans, 759-768.
15. Ikebe, Y., Nakada, T. (1973). On A Piezoelectric Flapper Type Servovalve Operated by a Pulse- Width- Modulated Signal. Fourteenth Joint Automatic Control Conference of the American Automatic Control Council, Columbus, Ohio,(20- 22 June 1973). 945-953.
16. The MathWorks, Inc. (1999) Real-Time Workshop for use with Simulink, User’s Guide. Natick, Massachusetts.
17. Anonim. (1993). PC-LabCard PCL 818H Data Acquisition Card User’s Manual. Taiwan. 132 p.