Синтеза фази пратећих алгоритама управљања електрохидрауличких сервосистема

Abstract

Управљање хидрауличких сервосистема предмет је интензивног истраживања протеклих неколико декада. Ова врста система је нелинеарне природе, и генерално, тешка за управљање. Истраживачки циљ ове дисертације је развој метода за управљање електрохидрауличких сервосистема, изражених у форми нових алгоритама, заснованих на примени фази логике у комбинацији са теоријом пратећег управљања. Хидраулички систем се моделује аналитички, узимајући у обзир и линеарну и нелинеарну динамику система. Као резултат, добија се нелинеарни математички модел у простору стања система. Предлажу се и доказују нови фази пратећи алгоритми управљања који треба да остваре жељени квалитет праћења разматраног електрохидрауличког позиционог сервосистема. Различити фази контролери, као део предложених алгоритама, реализују се коришћењем троугластих и нелинеарних улазних, и троугластих/синглтоних излазних фази скупова, различитих Т-норми и различитих метода закључивања. Алгоритми практичног пратећег управљања се заснивају на принципу самоприлагодљивости. Структурна карактеристика оваквог система управљања је постојање две повратне спреге: глобалне негативне, по излазној величини и локалне позитивне по управљачкој величини. Таква структура обезбеђује синтезу управљања без познавања унутрашње динамике објекта и без мерења поремећајних величина. Предложени алгоритми управљања се верификују коришћењем симулационог модела електрохидрауличког сервосистема развијеним у Матлабу, односно Симулинку.

The control of hydraulic servosystems has been the focus of intense research over the past decades. These kinds of systems are nonlinear in nature and generally difficult to control. The research aim of this dissertation is development of methods for the control of electrohydraulic servosystems, expressed in the form of new algorithms based on the application of fuzzy logic in combination with the tracking control theory. The hydraulic system is modelled analytically, considering both linear and nonlinear dynamics of the system. As a result, the nonlinear mathematical model in the state space is derived. The new fuzzy control algorithms are proposed and proved to achieve the desired tracking performance of the considered electrohydraulic position servosystem. Various fuzzy controllers, as part of the proposed algorithms, are realized using triangular and nonlinear input and triangular/singleton output fuzzy sets, different T-norm and different inference methods. Practical tracking control algorithms are based on the self-adjustment principle. The structural characteristic of such a control system is the existence of two feedback sources: the global negative of the output value and the local positive of the control value. Such structure ensures the synthesis of the control without the internal dynamics knowledge and without measurements of disturbance values. The proposed control algorithms are verified by using the nonlinear simulation model of electrohydraulic servosystem built in Matlab/Simulink.