• 제목/요약/키워드: 공압 위치 제어

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공기압 서보 시스템의 위치 제어 및 시뮬레이션에 관한 연구 (A Study on the Position Control and Simulation of Pneumatic Servo System)

  • 최서호;홍예선;이정오
    • 한국정밀공학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.102-113
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    • 1996
  • An experimental and theoretical study on a pneumatic servo system has been conducted using on-off valves and a pneumatic cylinder. A V/I converter has been designed for rapid rising and falling of the solenoid current, which significantly improves the positioning accuracy and settling time of the servo system by shortening the valve opening time. Pulse width modulation was modified to operate on-off valves effectively. A state feedback controller which feeds back position, velocity and acceleration is used to control the system. The influence of controller gains on the system performance is studied to develop a scheme that automatically adjusts the gains using fuzzy logic theory. It is shown experimentally that the proposed fuzzy logic tuner works satisfactorily. A new method for measurements of valve effective areas is proposed, and a partially polytropic model is applied to simulation of the pneumatic system. Simulated results show good agreement with experimental data.

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PR형 공압 머니퓰레이터의 위치서보제어 (Position servo control of a PR type pneumatic manipulator)

  • 임승철;어윤범
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권10호
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    • pp.1619-1625
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    • 1997
  • This paper concerns a 2-axis PR type pneumatic manipulator system translating in vertical and rotating in horizontal directions. A simplified linear model is mathematically formulated similar to the pneumatic acturators in dynamic responses in order to devise an appropriate position control scheme. A PD controller preceding the on/off solenoid valve turns out not only economical but also effective in reducing rise time and amplitude of limit cycles, if its control gains are determined on the basis of frequency response. And, additional implementation of symmetric or asymmetric deadband at the PD controller output greatly helps minimize valve opening numbers, positional error, and undesirable direction-dependent property due to the gravitational load. Such a control concept is synthesized through numerical simulations and next applied to the experimental set-up, featuring enhanced positional servo characteristics.

LVQNN을 이용한 공압 로드리스 실린더의 고정도 위치제어 (High accuracy position control of pneumatic rodless cylinder using LVQNN)

  • 표성만;정민화;안경관;이병룡;양순용
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1012-1017
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    • 2003
  • The development of a fast, accurate, and inexpensive position-controlled pneumatic actuator that may be applied to a variety of practical positioning applications with various external loads is described in this paper. A novel modified pulso width modulation (MPWM) valve pulsing algorithm allows on/off solenoid valves to be used in place of costly servo valves. A comparison between the system response of standard PWM technique and that of the novel modified PWM technique shows that the control performance is significantly increased. A state feedback controller with position, velocity and acceleration feedback is successfully implemented as the continuous controller. Switching algorithm of control parameter using learning vector quantization neural network (LVQNN) is newly proposed. which estimates the external loads of the pneumatic actuator. The effectiveness of the proposed control algorithms are demonstrated through experiments with various loads.

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CAN통신 기반의 상용차용 공압구동형 세미오토 클러치 개발 (Development of a Pneumatic Semi-Automatic Clutch for Commercial Vehicles based on the CAN Communication)

  • 김성진;이동근;안경환;이성철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권8호
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    • pp.4742-4748
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    • 2014
  • 전북 익산시 R회사에서 기 개발된 세미오토 클러치는 수동클러치 차량의 기어 변속시 클러치 페달을 밟아야하는 불편함을 해소하고자 만들어진 장치로써 클러치 페달을 밟지 않고, 운전자가 기어봉에 위치한 스위치 조작만으로도 클러치 동작을 제어할 수 있다. 차량의 변속과정에서 클러치 동작을 제어하기 위해 센서를 설치하여 차량정보를 수집하여 제어하였다. 그러나, 센서 기반의 제어기는 열악한 운전조건에서 고장 원인이 되고 있으며, 차량에 설치하고 보수하는 과정에서 시간소요가 과다하여 많은 불편을 가지고 있었다. 이를 위해 본 연구에서는 차량의 ECU와 CAN통신을 통해 차량의 주행정보를 수집하여 제어하고, 공압 액추에이터로 클러치를 동작시키는 세미오토 클러치를 개발하였다. 개발된 공압 액추에이터의 정상적인 동작을 위해서는 최소 3bar이상이 요구되었다.

공압인공근육을 이용한 조작기 위치의 강인제어 (Robust Control of the Position of a Manipulator Using Pneumatic Artificial Muscle)

  • 박노철;양현석;박영필
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권6호
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    • pp.1882-1892
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    • 1996
  • This paper is concerned with the position control of the ond degree-of freedom manipulator using pneumatic artificial muscle actuator which is built to have a proper compliance. For t his pneumatic artificial muscle actuator though, it is difficult to make an effective control scheme due to the nonlinearity and uncertainties on the dynamics of the actuator. In this paper, a third-order equation of motion is derived for the actuator including the dynamics of the pneumatic servovalve. Later, various modeling uncertainties due to the nonlinearity and unmodeled dynamics of the servo vlave and the actuator are taken care of, as a trade-off between the closed-loop performance of the controlled system and its robustness to uncertainties. A controller using .mu. synthesis thchnique is designed, and robust performance against measurement noise, various modeling uncertainties due to the dynamics of the servo valve and actuator is achieved. The effectiveness of the proposed control methods is illustrated through simulations and experiments.

마스터장치의 회전강성을 고려한 공압인공근육의 원격조정 (Teleoperation of Pneumatic Artificial Muscles Based on Joint Stiffness of Master Device)

  • 김령현;강봉수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권12호
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    • pp.1521-1527
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    • 2013
  • 본 논문에서는 마스터 조정자인 인간의 근육강도과 관절변위를 측정하여 슬레이브장치가 외부환경에 맞는 작업능력을 발휘할 수 있는 마스터/슬레이브 원격조정시스템을 제안한다. 외골격형 기구부와 경량의 관성센서를 사용하여 마스터 착용자의 편리성을 높였으며 인간의 근육과 동일한 운동특성을 가진 공압인공근육으로 슬레이브 기구장치를 구성하여 운동의 모사능력을 향상시켰다. 실험을 통해서 단순히 마스터의 위치정보만 전달하는 원격조정에 비해서 제안된 마스터는 인간 조정자가 근력의 세기를 조절함으로써 슬레이브에 작용하는 가반하중의 변화에 관계없이 균일한 제어성능을 가질 수 있었다.

공압근육을 사용한 발목근력보조로봇의 개발 (Development of Ankle Power Assistive Robot using Pneumatic Muscle)

  • 김창순;김정엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권8호
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    • pp.771-782
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    • 2017
  • 본 논문은 노약자들의 발목근력보조를 위한 착용형 로봇에 대해서 서술하였다. 기존 착용형 로봇들은 보행 시 필요한 근력을 보조하기 위해 대부분 모터와 감속기를 사용하였다. 하지만 모터와 감속기의 조합은 무게가 무거울 뿐만 아니라 감속기 치차의 마찰때문에 실제 사람의 근육과 달리 강성과 토크를 동시에 제어하기 어려운 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 모터/감속기 조합보다 가볍고 안전하며 근력을 보조하는 힘을 충분히 발휘할 수 있는 Mckibben 공압 근육을 사용하였다. 발목의 피칭 모션에 이용되는 종아리 가자미근 및 앞정강근의 힘을 한 쌍의 공압 근육을 사용한 상극구동으로 보조하였으며, 상극구동제어를 위해 상극구동 모델 파라미터들을 실험적으로 도출하였다. 사용자의 보행의지를 판단하고자 발바닥에 부착된 압력변위센서로 압력과 압력중심위치를 측정하여 발바닥의 하중과 발목토크를 계산하였고, 이를 기반으로 공압 근육 관절의 강성과 토크를 동시에 제어하였다. 최종적으로, 트레드밀에서 근전도 신호를 측정하여 발목근력보조로봇의 성능을 실험적으로 입증하였다.

PLC와 근접센서를 이용한 공압 실린더의 변위제어 (Displacement Control of Pneumatic Actuator Equipped with PLC and Proximity Sensors)

  • 김건회;서정덕
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.90-96
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    • 2008
  • A pneumatic system was proposed to evaluate displacement accuracy of the pneumatic actuator without external load and to analyze capability of integration of the proposed valve system. The proposed pneumatic system consisted of a combination of pneumatic valves, two proximity sensors, and a programmable logic controller(PLC). The position controller is based on the PLC controller connected with the proximity sensors. Displacement accuracy of the pneumatic cylinder stroke was tested by varying air pressures of the supply and discharge-side and strokes of the pneumatic cylinder. The displacement accuracy of the pneumatic cylinder stroke increased as the supply and discharge side of air pressure increased at the stroke length of 133mm. Also the displacement accuracy increased as the stroke length increased with a fixed supply and discharge side of air pressure of the pneumatic cylinder as 3.5 and $4.5kg/cm^2$, respectively. The most accurate displacement of the pneumatic cylinder(i.e., standard deviation of 0.01 mm) was obtained at the supply and discharge side of air pressure of 4.0 and $5.0kg/cm^2$, respectively, and strokes of 170 and 190 mm among arbitrarily selected supply and discharge side air pressures and strokes.

탄성 및 점성 부하시 공기압 실린더 시스템의 디지털 위치 제어 (Digital Positioning Control of Pneumatic Cylinder System with Elastic and Viscous Load)

  • 박명관;문영진;편창관
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.137-144
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    • 1998
  • For a model system consisted of four pneumatic cylinders with strokes of 10, 20, 40 and 80 mm, investigation was carried out experimentally and numerically about the reliability of system with elastic and viscous load. The elastic load affects the performance of each cylinder in cylinder series, and changes the time lag and the velocity of the piston which makes the positioning control rather difficult. Taking the effects of the elastic load into consideration, positioning can be carried out comparatively smoothly by only adjusting the driving timing. The effect of a viscous load reduces the vibration of each moving body in the cylinder series and also reduces the over-travelled distance which happens when several cylinders move at the same time. For reasons, a positioning with a viscous load can be relatively smoothly carried out even without the timing control.

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