Nonlinear controller design for fluid power systems

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, bir hidrolik system için ölü bölge ve histerezisli bir nonlineer kontrol organının tasarımı içerine çalışılmıştır. Bir hidrolik güç sistemi için bir nonlineer kontrol organı söz konusu olduğunda gerekli olan eleman bir solenoid yön valfidir. Solenoid yön valfı hidrolik güç sisteminde bir hidrolik silindir veya bir hidrolik motorun hız ve pozisyon kontrolünde kullanıl maktadır. Nonlineer kontrol tasarımı için frekans cevabı tekniği ve tanımlayan fonksiyon metodu kullanılmıştır. Bu yaklaşımın, bir hidrolik güç sistemi için gereken nonlineer kontrol organı tasarımı için de çok verimli bir yol olduğu ispat edilmiştir. Ancak, ilk sistem tasarımı (Beklenen performanslara göre valf seçimi) metodun başarısı için oldukça kritiktir. Yukarıdaki metotları maksimum verimde kullanabilmek için bir kullanıcı girişli hesaplama programı da ayrıca geliştirilmiştir. Sonuçta, kararlı ve verimli bir hidrolik sistem kontrolü ve tatminkar bir dinamik davranış elde edilebilecektir.

ABSTRACT In this study, the design of a nonlinear controller, which is specifically on-off with dead-zone and hysterisis characteristics, has been studied thoroughly for a fluid power system. When we say nonlinear controller for a fluid power system, we imply a solenoid directional valve controlling velocity or position of an actuator which will be either a hydraulic motor or a hydraulic cylindir. For the design of the nonlinear controller, frequency response technique has been employed and describing function method is used. This approach has been proven as an efficient tool which can also be applied to the nonlinear control of a fluid power system. However, the initial system design (valve selection according to expected performances) İ3 critical for the success of the method. An interactive initial computation program has been also developed during this study to use the methods above with maximum efficiency. As result, a stable and efficient hydraulic system control and satisfactory dynamic behaviour are obtained.