مقایسه عملکرد دو مدار نیوماتیکی متفاوت در حضور کنترل کننده غیرخطی با ضرایب بهینه

در این مقاله کنترل موقعیت یک عملگر نیوماتیک با شیر سولنوئیدی قطع/وصل با تحریک PWM با استفاده از دو مدار نیوماتیکی متفاوت، انجام می شود. پس از استخراج معادلات دینامیکی حاکم، به منظور بررسی تاثیر مدار بر عملکرد سیستم، به معرفی این دو مدار نیوماتیکی پرداخته می شود. سپس به منظور کنترل موقعیت عملگر نیوماتیکی، برای هر دو مدار، کنترل کننده مود لغزشی و کنترل کننده تناسبی- انتگرالی- مشتق گیر طراحی می شوند. درادامه ضرایب بهینه کنترل کننده ها توسط الگوریتم ژنتیک با هدف کمینه کردن انرژی کنترلی و خطای موقعیت، تعیین می گردند. درنهایت با انجام شبیه سازی ها در سیمولینک متلب، عملکرد کنترل کننده های طراحی شده با ضرایب بهینه در حضور اغتشاش مورد ارزیابی و مقایسه قرار می گیرند. بر اساس نتایج به دست آمده، در مقایسه عملکرد دو مدار، برای مدار نیوماتیکی اول با دو شیر سولنوئیدی، می توان به توانایی سیستم در تعقیب بهتر و دقیق تر ورودی مرجع سینوسی با فرکانس بالا، در حضور کنترل کننده غیرخطی مودلغزشی، درمقایسه با مدار نیوماتیکی دوم با تک شیر، اشاره کرد. خطای ردیابی موقعیت، در ورودی مرجع سینوسی با فرکانس پایین و در حضور کنترل-کننده کلاسیک تناسبی- انتگرالی- مشتق گیر، برای مدار نیوماتیکی با تک شیر، به مراتب کمتر از مدار نیوماتیکی دو شیر می-باشد، که نشان دهنده رفتار شبه خطی ورودی-خروجی عملگر، با این مدار نیوماتیکی است.

کلیدواژه ها:

Pneumatic Actuator ، Position Control ، Sliding Mode Controller ، PWM Excitation ، Genetic Algorithm ، عملگر نیوماتیک ، کنترل موقعیت ، کنترل کننده مودلغزشی ، تحریک PWM ، الگوریتم ژنتیک