Совершенствование пневматической системы управления платформы Стюарта


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Приведены результаты совершенствования системы управления платформы Стюарта введением в регуляторы пневматических приводов закона регулирования второго порядка и преобразования управляющего сигнала для функционирования клапанов в линейной зоне расходной характеристики. Для исследования эффективности предложенных мероприятий использованы методы математического и численного моделирования с использованием программных пакетов MatLab/Simulink и AMESim. Особое внимание уделено исследованию динамических характеристик пневмопривода. Рассчитаны динамические характеристики системы управления пневматическими приводами в составе платформы Стюарта, показывающие эффективность предложенных методов её совершенствования. При использовании пневматического привода в составе платформы Стюарта величина нагрузки на выходном звене может достигать нескольких сотен килограммов, что позволяет использовать её как для динамических испытаний систем, так и для позиционирования объектов, например, подвижных тренажёров.

Об авторах

П. И. Грешняков

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: pavel.ssau@gmail.com

Аспирант кафедры автоматических систем энергетических установок

Россия

Список литературы

  1. Grewal K.S., Dixon R., Pearson J. LQG controller design applied to a pneumatic stewart-gough platform // International Journal of Automation and Computing. 2012. V. 9, Iss. 1. P. 45-53. doi: 10.1007/s11633-012-0615-7
  2. Rapp P., Weickgenannt M., Tarin C., Sawodny O. Valve flow rate identification and robust force control for a pneumatic actuator used in a flight simulator // Proceedings of the American Control Conference. 2012. P. 1806-1813. doi: 10.1109/acc.2012.6314702
  3. Andrievsky B., Kazunin D.V., Kostygova D.M., Kuznetsov N.V., Leonov G.A., Lobanov P., Volkov A.A. Control of pneumatically actuated 6-DOF Stewart platform for driving simulator // 19th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics, MMAR 2014. 2014. P. 663-668. doi: 10.1109/mmar.2014.6957433
  4. Lee H.K., Choi G.S., Choi G.H. A study on tracking position control of pneumatic actuators // Mechatronics. 2002. V. 12, Iss. 6. P. 813-831. doi: 10.1016/s0957-4158(01)00024-1
  5. Shen X., Zhang J., Barth E.J., Goldfarb M. Nonlinear model-based control of pulse width modulated pneumatic servo systems // Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 2006. V. 128, Iss. 3. P. 663-669. doi: 10.1115/1.2232689
  6. Girin A., Plestan F., Brun X., Glumineau A. High-order sliding-mode controllers of an electropneumatic actuator: application to an aeronautic benchmark // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2009. V. 17, Iss. 3. P. 663-645. doi: 10.1109/tcst.2008.2002950
  7. Xing K., Huang J., Wang Y., Wu J., Xu Q., He J. Tracking control of pneumatic artificial muscle actuators based on sliding mode and non-linear disturbance observer // IET Control Theory and Applications. 2010. V. 4, Iss. 10. P. 2058-2070. doi: 10.1049/iet-cta.2009.0555
  8. Rosas-Flores J.A., Flores-Campos J.A., Corona-Ramirez L.G. Optimal linearization of the dynamic behavior of an on/off actuated single pneumatic cylinder // Proceedings of 5th international conference on electrical engineering, computing science and automatic control (CCE 2008). 2008. P. 380-385. doi: 10.1109/iceee.2008.4723441
  9. Le M., Pham M., Tavakoli M., Moreau R. Sliding mode control of a pneumatic haptic teleoperation system with on/off solenoid valves // IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2011. P. 874-879. doi: 10.1109/icra.2011.5979610
  10. Nguyen T., Leavitt J., Jabbari F., Bobrow J.E. Accurate sliding-mode control of pneumatic systems using low-cost solenoid valves // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2007. V. 12, Iss. 2. P. 216-219. doi: 10.1109/tmech.2007.892821
  11. Fok S.C., Ong E.K. Position control and repeatability of a pneumatic rodless cylinder system for continuous positioning // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 1999. V. 15, Iss. 5. P. 365-371. doi: 10.1016/s0736-5845(99)00027-7
  12. Ning S., Bone G.M. High steady-state accuracy pneumatic servo positioning system with PVA/PV control and friction compensation // Proceedings 2002 IEEE International
  13. Conference on Robotics and Automation. 2002. V. 3. P. 2824-2829. doi: 10.1109/robot.2002.1013660
  14. Greshniakov P., Gimadiev A., Ilyukhin V. Analysis of Stewart platform dynamic characteristics with pneumatic actuating elements // 22nd International Congress on Sound and Vibration. 2015.
  15. http://iiav.org/archives_icsv_last/2015_icsv22/content/papers/papers/full_paper_366_20150401153839979.pdf
  16. Попов Д.Н. Механика гидро- и пневмоприводов: учеб. для вузов. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 319 с.
  17. Belforte G., Mauro S., Mattiazzo G. A method for increasing the dynamic performance of pneumatic servosystems with digital valves // Mechatronics. 2004. V. 14, Iss. 10. P. 1105-1120. doi: 10.1016/j.mechatronics.2004.06.006
  18. Репин А.И., Сабанин В.Р., Смирнов Н.И. Алгоритм оптимальной настройки реальных ПИД регуляторов на заданный запас устойчивости // Автоматизация и IT в энергетике. 2010. № 4 (9). С. 7-12.
  19. Ziegler J.G. Optimum Settings for Automatic Controllers // Transactions of the ASME. 1942. V. 64. P. 759-768.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник СГАУ, 2016

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах