A Study on Tracking Position Control of Pneumatic Actuators Using Neural Network

신경회로망을 이용한 공압구동기의 위치 추종제어에 관한 연구

Pneumatic actuators are widely used in a variety of hazardous working environments. Any process that involves pneumatic actuation is also recognized as "eco-friendly". In most cases, applications of pneumatic actuators require only point-to-point control. In recent years, research efforts have been directed toward achieving precise position tracking control. In this study, a tracking position control method is proposed and experimentally evaluated for a linear positioning system. The positioning system is composed of a pneumatic actuator and a 3-port proportional valve. The proposed controller has an inner pressure control loop and an outer position control loop. A PID controller with feedback linearization is used in the pressure control loop to nullify the nonlinearity arising from the compressibility of the air. The position controller is also a PID controller augmented with the friction compensation by a neural network. Experimental results indicate that the proposed controller significantly improves the tracking performance.rformance.

공압구동기는 다양한 형태의 위험작업 환경하에서 사용되고 있다. 또한, 공압구동기를 적용한 공정은 일반적으로 환경친화적인 것으로 인식되고 있다. 대부분의 경우, 공압구동기는 point to point 제어에 사용된다. 그러나, 최근 공압구동기의 정밀 위치제어에 관한 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 비례밸브로 구성된 공압구동기의 추종위치제어에 관하여 논의한다. 제안되는 제어기는 압력제어 루프와 위치제어 루프로 구성된다. 공기의 압축성에 기인한 비선형성을 상쇄하기 위하여 되먹임선형화에 의한 PID제어기가 압력제어 루프에 사용된다. 위치제어에는 신경회로망을 사용하여 비선형성을 보상한 PID제어기가 사용된다. 실험결과에 의하면, 제안된 제어기는 공압구동기의 추종성능을 대폭 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.