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研究生:馬明安
研究生(外文):ing-An Ma
論文名稱:智慧型滑動模式脈寬調變控制於無桿式氣壓缸定位之研究
論文名稱(外文):Intelligent Sliding Mode PWM Control the Position of a Pneumatic Rodless Cylinder
指導教授:施明璋
指導教授(外文):Ming-Chang Shih
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
論文頁數:109
中文關鍵詞:模糊控制滑動模式控制類神經模糊控制智慧型控制氣壓控制
外文關鍵詞:Fuzzy ControlSliding Mode ControlNeuro-Fuzzy ControlIntelligent Control
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在氣壓伺服控制系統中,由於氣壓具有高度的可壓縮性,且參數是隨著溫
度、壓力、摩擦力、洩漏、外界的干擾等因素而變化,因此不僅是屬於非
線性時變系統,而且存在數學模型的不確定性,若要獲得精確的數學模式
與參數,則是相當困難的。因此若採用傳統的線性控制器如PID控制器、
狀態回授控制器、最佳控制器等,這些控制器都需要精確的數學模式去進
行分析與設計,但在不易獲得數學模式與對控制精度、可靠度及強健性的
高度要求之下,其結果是難以令人滿意的。因此必須採取非線性控制器或
智慧型控制器來達成所需的控制策略。本文採用「模糊脈寬調變控制法」
、「滑動模式脈寬調變控制法」 B「類神經模糊脈寬調變控制法」及「智
慧型滑動模式脈寬調變控制」等非線性控制器來直接驅動高速ON/OFF閥以
控制無桿式氣壓缸的位置,並利用了改良型的軟體差動脈寬調變控制法(
D-PWM,Differential PWM),來改善電磁閥所產生的磁滯現象及機械動作
上的時間延遲等非線性的因素。實驗中分別以這幾種控制法來對無桿式氣
壓缸進行位置伺服控制,其控制的精度均可維持在 0.1 mm 之內,由此可
證明這幾種控制法則的可行性。由於傳統氣壓伺服控制系統大都採用伺服
閥或比例閥來控制,雖然可以獲得不錯的效果,但是其價格極為昂貴,對
於工業上的應用並不符合經濟效益。本文之最大特點乃是採用了價格低廉
的高速ON/OFF閥、並配合軟體差動脈寬調變方式來實現上述之複雜的控制
策略、不僅可以減少複雜的電子電路之使用,亦可降低成本,也能符合控
制精度的要求。
Because of the high compressibility of air and the system
parameters which vary with the temperature, the pressure, the
friction force, the leakage of air and disturbance, it is very
difficult to obtain a precise mathematical model of pneumatic
control system. And it will not obtain good performance if we
apply the classic linear controllers such as PID controller,
state feedbake controller or other controllers to control the
pneumatic system. So nonlinear controllers or intelligent
controllers must be applied to attain the purpose of perfect
performance. The purpose of this paper is to apply the "fuzzy
PWM control law", "sliding mode PWM control law", "neuro-fuzzy
PWM control law" and "intelligent sliding mode PWM control law"
which combined fuzzy logic control theory, sliding mode control
theory, neuro-fuzzy control theory and pulse width modulation
(PWM) method to control the position of the rodless pneumatic
cylinder. And also using modified differential PWM (M-D-PWM) to
improve the hysteresis and the ON/OFF mechanical delay of high
speed solenoid valves. The experimental results indicate that
these controllers have batter performance and robustness. And
the results also confirm the availability of this method.
Although the traditional pneumatic control system that applied
with servo valve or proportional valve can obtain good
performance, yet it is very expensive. The most advantages of
the proposed strategy are easy designed, good accuracy, low
cost and economic for industrial applications.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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