A pneumatic actuator with solenoid

A pneumatic actuator with solenoid valves is a discontinuous-input system because each valve can be either in on or off state. For such an actuator, this paper proposes a sliding-mode control scheme that is based on an averaged continuous-input model of the discontinuous-input open-loop system. The averaged model is obtained from the nonlinear dynamics of the open-loop system undergoing pulse width modulation (PWM) at the input (i.e., valve open/close action). The PWM duty cycle will be regarded as a continuous input to the proposed averaged model, and thus generated by the proposed sliding-mode controller. For the sliding control design, we note that a pneumatic actuator has two chambers with a total of four on/off valves. Thus, there are sixteen possible combinations for the valves' switching. Seven of these sixteen operating 'modes' are considered both functional and unique. The proposed sliding control utilizes and switches between these seven modes of the open-loop system in order to select the ones with necessary and sufficient amounts of drive energy. In comparing the new seven-mode controller to previous controllers, we will demonstrate reductions in the position tracking error and the number of switches made by the actuator's on/off valves. The proposed control scheme is used in both position control of a pneumatic cylinder and bilateral control of a one degree of freedom teleoperation system. Experimental results are presented to validate our theoretical findings.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Actuator ลม ด้วยวาล์ว solenoid เป็นระบบป้อนข้อมูลไม่ต่อเนื่องเนื่องจากวาล์วแต่ละคุณต้องอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือ ปิดสถานะ การดังกล่าวเป็น actuator กระดาษนี้เสนอแผนควบคุมโหมดเลื่อนที่อยู่บนแบบจำลองข้อมูลต่อเนื่องเฉลี่ยวงเปิดระบบป้อนข้อมูลไม่ต่อเนื่อง แบบเฉลี่ยจะได้รับจากการเปลี่ยนแปลงไม่เชิงเส้นที่วงเปิดระบบ undergoing ชีพจรความกว้างเอ็ม (PWM) ที่ป้อนข้อมูล (เช่น วาล์วเปิด/ปิดการดำเนินการ) วงจร PWM ภาษีจะถือว่าเป็นการป้อนข้อมูลอย่างต่อเนื่องแบบจำลองเฉลี่ยเสนอ และดังนั้น สร้างขึ้น โดยตัวควบคุมโหมดเลื่อนเสนอ ออกแบบควบคุมเลื่อน เราทราบว่า actuator ลมมี 2 ห้อง มีทั้งหมดสี่/ปิดวาล์ว ดังนั้น มีชุดสิบหกได้สำหรับการสลับของวาล์ว เจ็ดสิบหกปฏิบัติ 'จน' กำลังทำงาน และไม่ซ้ำกัน ควบคุมการเลื่อนที่เสนอใช้ และสลับไปมาระหว่างโหมดเหล่านี้ 7 ระบบเปิดวงเพื่อเลือกสิ่งที่ มีความจำเป็น และเพียงพอจำนวนไดรฟ์พลังงาน ในการเปรียบเทียบตัวควบคุมเจ็ดโหมดใหม่ให้ตัวควบคุมก่อนหน้านี้ เราจะแสดงให้เห็นถึงการลดตำแหน่งการติดตามข้อผิดพลาดและหมายเลขของสวิตช์โดยที่ actuator ของ/ปิดวาล์ว ใช้ควบคุมการนำเสนอโครงร่างในการควบคุมตำแหน่งของถังลมและควบคุมระดับหนึ่งของเสรีภาพ teleoperation ระบบทวิภาคี มีแสดงผลการทดลองเพื่อตรวจสอบค้นพบทฤษฎีของเรา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ตัวกระตุ้นนิวเมติกวาล์วขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นระบบต่อเนื่องอินพุตเพราะแต่ละวาล์วสามารถเป็นได้ทั้งในหรือปิดสถานะ สำหรับเช่นตัวกระตุ้นบทความนี้นำเสนอรูปแบบการควบคุมเลื่อนโหมดที่อยู่บนพื้นฐานเฉลี่ยแบบต่อเนื่องเข้าของไม่ต่อเนื่องอินพุตระบบเปิดวง รูปแบบเฉลี่ยจะได้รับจากการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เป็นเชิงเส้นของระบบเปิดวงที่ได้รับการปรับความกว้างพัลส์ (PWM) ที่มีการป้อนข้อมูล (เช่นวาล์วเปิด / ปิดการกระทำ) รอบหน้าที่ PWM จะได้รับการยกย่องว่าเป็นอินพุทอย่างต่อเนื่องเพื่อนำเสนอรูปแบบเฉลี่ยและสร้างจึงเสนอโดยควบคุมการเลื่อนโหมด สำหรับการออกแบบการควบคุมเลื่อนเราทราบว่าตัวกระตุ้นนิวเมติกมีสองห้องมีทั้งหมดสี่เปิด / ปิดวาล์ว ดังนั้นจึงมีสิบหกผสมเป็นไปได้สำหรับการเปลี่ยนวาล์ว ' เจ็ดสิบหกเหล่านี้ปฏิบัติการ 'โหมด' ได้รับการพิจารณาทั้งการทำงานและไม่ซ้ำกัน การควบคุมการเลื่อนเสนอและใช้สวิทช์ระหว่างทั้งเจ็ดรูปแบบของระบบเปิดวงเพื่อที่จะเลือกคนที่มีจำนวนที่จำเป็นและเพียงพอของพลังงานไดรฟ์ ในการเปรียบเทียบใหม่ควบคุมเจ็ดโหมดการควบคุมก่อนหน้านี้เราจะแสดงให้เห็นถึงการลดความผิดพลาดในการติดตามตำแหน่งและจำนวนของสวิทช์ที่ทำโดยตัวทำงานเปิด / ปิดวาล์ว รูปแบบการควบคุมที่นำเสนอมีการใช้ทั้งในการควบคุมตำแหน่งของกระบอกสูบนิวเมติกและการควบคุมระดับทวิภาคีของระดับหนึ่งของเสรีภาพระบบ teleoperation ผลการทดลองจะถูกนำเสนอในการตรวจสอบการค้นพบทฤษฎีของเรา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ตัวกระตุ้นวาล์วขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้านิวเมติกเป็นระบบใส่ไม่ต่อเนื่องเพราะวาล์วแต่ละสามารถในหรือนอกรัฐ เช่น Actuator กระดาษนี้นำเสนอโหมดเลื่อนควบคุมโครงการที่อยู่บนพื้นฐานของการป้อนข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง เฉลี่ยต่อเนื่องใส่แบบปิดระบบจากแบบจำลองที่ได้จากแบบจำลองพลวัตของระบบ ดังนั้นการปรับความกว้างพัลส์ ( PWM ) ที่ใส่ ( เช่น วาล์วเปิด / ปิดการกระทำ ) เตอร์รอบหน้าที่จะถือเป็นข้อมูลอย่างต่อเนื่องเพื่อเสนอแบบจำลองที่สร้างขึ้นโดยเฉลี่ย และจึงเสนอเลื่อนตัวควบคุมโหมด สำหรับการเลื่อนการออกแบบควบคุมเราทราบว่า actuator pneumatic มี 2 ห้องมีทั้งหมดสี่เปิด / ปิดวาล์ว ดังนั้น จึงมีการรวมกันสำหรับสิบหกวาล์ว ' เปลี่ยน เจ็ดของเหล่านี้สิบหกปฏิบัติการ ' โหมด ' ถือว่าเป็นทั้งหน้าที่และเป็นเอกลักษณ์ควบคุมและเสนอเลื่อนใช้สลับระหว่างเหล่านี้เจ็ดโหมดของระบบแบบปิดเพื่อเลือกสิ่งที่จำเป็นและเพียงพอกับปริมาณของไดรฟ์ พลังงาน เปรียบเทียบใหม่เจ็ดโหมดควบคุมเพื่อควบคุมก่อนหน้านี้ เราจะแสดงให้เห็นถึงการลดลงของข้อผิดพลาดการติดตามตำแหน่งและจำนวนของสวิตช์ที่ทำโดยของ Actuator เปิด / ปิดวาล์วการนำเสนอรูปแบบการควบคุมที่ใช้ในการควบคุมตำแหน่งของกระบอกสูบนิวเมติกและควบคุมระดับทวิภาคีของหนึ่งองศาของระบบระยะไกลเสรีภาพ ผลการทดลองแสดงการตรวจสอบข้อมูลทางทฤษฎีของเรา