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산업현장에서 사용되고 있는 구동기는 그 작동원에 따라서 전기식, 유압식, 공압식으로 나누어진다. 산업자동화 분야에 사용되고 있는 공압식 구동기는 가격이 저렴하고 취급이 용이하며 안전하기 때문에 대부분의 순차제어에 사용되어 왔다. 그러나 공압서보 시스템은 공압의 비선형성 및 압축성 때문에 정확한 위치제어가 어려워 산업현장의 서보시스템으로는 드물게 적용되고 있다. 공압서보 시스템에서 공압서보 밸브를 이용한 공압서보 제어가 가능하지만, 가격이 매우 비싸고 오염에 민감하기 때문에 일반적인 공압서보시스템의 장점을 사용할 수가 없다는 단점이 있다. 본 논문에서는 개폐식 밸브를 이용한 공압로드리스 실린더의 정밀 위치 제어를 위한 밸브 개폐방법과 외부 관성 부하에 따라 제어기의 ...

산업현장에서 사용되고 있는 구동기는 그 작동원에 따라서 전기식, 유압식, 공압식으로 나누어진다. 산업자동화 분야에 사용되고 있는 공압식 구동기는 가격이 저렴하고 취급이 용이하며 안전하기 때문에 대부분의 순차제어에 사용되어 왔다. 그러나 공압서보 시스템은 공압의 비선형성 및 압축성 때문에 정확한 위치제어가 어려워 산업현장의 서보시스템으로는 드물게 적용되고 있다. 공압서보 시스템에서 공압서보 밸브를 이용한 공압서보 제어가 가능하지만, 가격이 매우 비싸고 오염에 민감하기 때문에 일반적인 공압서보시스템의 장점을 사용할 수가 없다는 단점이 있다. 본 논문에서는 개폐식 밸브를 이용한 공압로드리스 실린더의 정밀 위치 제어를 위한 밸브 개폐방법과 외부 관성 부하에 따라 제어기의 게인을 자동으로 조절하는 알고리즘을 제안한다. 밸브 개폐방법으로서 MPWM(Modified Pulse Width Modulation) 을 새롭게 제안한다. 또한 공압로드리스 실린더의 위치제어 정도는 외부부하의 변동에 대해서도 큰 영향을 받는다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 LVQNN(Learning Vector Quantization Neural Network)을 이용한 제어기의 게인 스위칭 알고리즘을 새롭게 제안한다. 로드리스 실린더의 테이블에 가해지는 외부부하를 LVQNN을 통해 학습하고 실제 구동시의 속도를 측정하여 이에 적절한 게인값을 선택한다. 위치, 속도, 가속도를 사용하는 3-루프 제어기를 사용하여 전체적인 시스템을 제어한다. 실험을 통하여 Deadband 구간에서의 제어 성능이 향상됨을 보였고, 외부부하가 변동하더라도 적당한 게인값을 튜닝하여 제어 성능이 향상됨을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Pneumatic control system has been applied to build many industrial automation systems. But most of them are sequence control type because of their low costs, safety, reliability, etc. Pneumatic servo system is rarely applied to real industrial fields because accurate position control is very difficu...

Pneumatic control system has been applied to build many industrial automation systems. But most of them are sequence control type because of their low costs, safety, reliability, etc. Pneumatic servo system is rarely applied to real industrial fields because accurate position control is very difficult due to its nonlinearity and compressibility of air. In pneumatic servo control system, a pneumatic servo valve can be applied. But it is very expensive and has no advantage of low cost compared with a common pneumatic system. This paper is concerned with the accurate position control of a rodless pneumatic cylinder using On/Off solenoid valve. A novel Intelligent Modified Pulse Width Modulation(MPWM) is newly proposed. The control performance of this pneumatic cylinder depends on the external loads. To overcome this problem, switching of control parameter using LVQNN is newly proposed, which estimates external loads on rodless pneumatic cylinder. As an underlying controller, a state feedback controller using position, velocity and acceleration is applied in the switching control the system. The effectiveness of the proposed control algorithms are demonstrated through experiments of pneumatic cylinder with various loads.

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