طراحی کنترلر برای یک سیستم سروی پنوماتیک و مدل سازی آن در متلب

در بسیاری از سیستمهای رباتیکی، از محرکهای پنوماتیک استفاده میشود. برای کنترل ربات، لازم است معادلات این محرکها استخراج گردند. در این پروژه، ابتدا معادالت حاکم بر یک سیستم سروی پنوماتیکی با استفاده از قانون دوم نیوتون و معادله حالت گازها، استخراج میشود. یکی از فرضیات مهم در فرآیند استخراج معادالت، شرط همدمایی تمامی فرآیندها میباشد که موجب کاهش معادالت مورد حل میگردد. از دیگر چالشهای بسیار مهم، یافتن معادلهای برای دبی جرمی ورودی و خروجی سیلندر است که برای این مهم، از معادالت استاندارد ایزو استفاده شدهاست. در این سیستم از شیر روشن-خاموش استفاده میشود؛ برای این شیر، کنترلری طراحی میشود که سیگنال 1PWM ایجاد کند. سیستم طراحی شده، در متلب، مدل سازی و بررسی می گردد. کنترلر مورد استفاده برای کنترل این سیستم، یک کنترلر 2PID میباشد. تعیین ضرایب این کنترلر به نحوی که سیستم بهترین عملکرد را داشته باشد،امری ضروری است؛ البته در مسائل مختلف، عملکرد مورد انتظار از سیستم متفاوت است. در این سیستم رسیدن حداقل مقدار مجموع مربعات خطا، مطلوب مسئله است که این کار با استفاده از یک کد متلب انجام میشود. نتایج شبیه سازی نشان میدهند که سیستم تقریبا بعد از دو ثانیه به پاسخ حالت ماندگار میرسد. این زمان برای پاسخ گذرا مقدار مناسبی است؛ بنابراین میتوان شیرهای روشن- خاموش را گزینه مناسبی برای کنترل سیستمهای پنوماتیک درنظر گرفت. ضمنا سرعت روشن و خاموش شدن شیر طوری انتخاب شده که میتوان از شیرهای موجود در بازار برای این کاربرد استفاده کرد.

Keywords:

کنترل , پنوماتیک , سرووی پنوماتیکی , روش PWM