مدلسازی و کنترل عملگرهای الکترو-پنوماتیکی براساس روش مدولاسیون پهنای باند

در این تحقیق یک عملگر الکترو-پنوماتیکی کنترل شده توسط شیرهای سولنوئیدی بررسی می شود. آرایش های مختلفی از شیرها با دقت های متفاوت برای این کنترل وجود دارند که در این تحقیق بررسی های لازم روی رفتار شیرهای 2-3 و 2-2 انجام شده است برای این منظور یک مدل دینامیکی غیرخطی از شیر قطع و وصل سریع سولنوئیدی و سیلندر پنوماتیک ارائه، و زیرسیستم های الکتریکی، مغناطیسی ، مکانیکی و سیالاتی از آنها بررسی شده است. همچنین روش های کنترلی مختلف و بهینه سازی آنها توسط الگوریتم ژنتیک، برای بهبود رفتار شیرها و کاهش تاخیر آنها مورد بررسی قرار گرفته شده است. روش های متعددی برای کنترل موقعیت این سیستم وجود دارد که هدف این تحقیق اعمال سیگنالی با مدولاسیون پهنای پالس pwm) ) به شیر و کنترل موقعیت سیلندر می باشد. برای پیاده سازی کنترل این سیستم از یک ریزپردازنده قابل برنامه ریزی (plc ) که در صنعت کاربرد زیادی دارد، استفاده شده است. استفاده از plc دارای قابلیت اطمینان بالایی بوده و تطبیق پذیر با هر سیستم و مقاوم می باشد. با این وجود، با توجه به اینکه plc گران قیمت می باشد، پس استفاده از آن در این سیستم به صرفه نیست به همین دلیل به جای آن از یک مدار الکترونیکی با هسته اصلی میکروکنترلر avr توسط کنترل فازی، برای کنترل دقیق موقعیت استفاده شده است. در سیستم عملی کنترل توسط یک میکروکنترلر از مدل atmega32 انجام می شود که با استفاده از کنترل کننده منطق فازی موج های pwm با سیکل کاری (duty cycle) مختلف به شیرهای سولنوئیدی اعمال شده و دبی جرمی مطلوب از هوای فشرده تامین می شود تا موقعیت سیلندر در نقطه موردنظر کنترل شود. همچنین نتایج حاصله از کنترل کننده منطق فازی در سیستم عملی و کنترل کننده کلاسیک در شبیه سازی و کنترل کننده plc مورد ارزیابی قرار گرفته شده است.