Elektrohidrolik bir sisteminin darbe eni modüleli kayan kipli kontrolü

Abstract

Kayan kipli kontrol, dış bozucular ve sistemdeki parametre değişimlerine karşı kontrol sistemine büyük gürbüzlük sağlayan oldukça özel bir yaklaşımdır. Son yıllarda, kayan kipli kontrol yöntemi basitliği ve etkinliğinden dolayı dikkat çekmiş ve çok sayıda kayan kipli kontrol tekniği geliştirilmiştir. Aynı zamanda, dünyada hidrolik sistemlerin servovalf yerine daha az maliyetli valfler ile dijital kontrolü gittikçe daha çok ilgi çekmektedir. Literatürde pnömatik sistemler için güncel çalışmalar olsa da hidrolik sistemlerin kartuş valflerle kontrolü konusunda kapsamlı ve güncel bir çalışmaya rastlanamamıştır. Hidrolik sistemlerle ilgili en öne çıkan bir çalışmanın bile zamanının valf, bilgisayar ve elektronik teknolojisini kullanılarak yeterince gelişmemiş bir kontrol tekniği ile yapıldığı anlaşılmıştır. Buradan hareketle, bu çalışmada, yeni teknolojik bileşenler ve gelişmiş bir kontrol tekniği kullanılmış, servovalfle elde edilen çıktı kalitesine daha az maliyetli bobin uyarılı aç/kapa kartuş valfler kullanılarak darbe eni modüleli kayan kipli kontrol tekniği ile yaklaşılmaya çalışılmıştır. Tekniğin kullanılabilirliğinin derecesini ortaya koymak için servovalf ve kartuş valflerle çok sayıda benzetim ve deney yapılmış, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Endüstrideki birçok hidrolik sistemin, belli bir çıktı kalitesine kadar, daha az maliyetle, söz konusu teknik ile kontrol edilebileceği sonucuna varılmış, tekniğin üstünlükleri ve eksiklikleri ortaya konulmuş ve gelecek uygulamalar için önerilerde bulunulmuştur.

Sliding mode control is a robust control technique which is able to provide a desired dynamic behaviour in spite of disturbances and uncertainties under matching conditions. In recent years, because of simplicity and robustness, sliding mode control has become popular and various sliding mode control techniques have been developed. At the same time, it is drawing considerable interest in the world to digitally control electrohydraulic systems with lower cost valves instead of servovalves. It is found that, unlike pneumatic systems, a comprehensive and updated study on hydraulic systems with on/off cartridge valves with sliding mode control is not available in open literature. It is also seen that even the most prominent study using this technique was implemented using valves, computer and electronic components of its time and using a preliminary version of a control method. Thus, with this study, using current technological components and a more developed control technique, it was tried to approach an output quality of a servovalve with pulse width modulated sliding mode control utilizing low cost solenoid operated on/off cartridge valves for position control of an electrohydraulic system. In order to prove the usability degree of the technique, a large number of simulations and experiments were carried out with servovalve and cartridge valves and obtained results were compared with each others. It is concluded that, to a certain output quality level, several systems in industry can be controlled with this technique with low cost valves; advantages and disadvantages of the technique and some suggestions for further studies are presented.