Development of a universal real-time control platform for a hydraulic servo system, utilizing the system’s mathematical model and multibody simulation
Asikainen, Jussi (2020)
Diplomityö
2020
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020052639270
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020052639270
Tiivistelmä
Goal of the study was to create two digital models from an existing hydraulic servo system in order to find best controlling input to control the real machine. These formed digital models were connected to real-time control platform. Testing with real machine was not possible due to faced problems so mathematical models were only compared by each other. Controlling methods that were selected for this study were fuzzy controller, Genetic algorithm tuned PID- controller and PID- controller.
Digital models were build using MATLAB Simulink and Mevea simulation programs. These programs use slightly different approaches for consisting hydraulic servo system. Simulink uses known mathematical formulas and theorems, where Mevea uses these same theorems but more sophisticated.
Mevea based model was connected to Simulink using an interface, which allows to import and export data from Mevea to Simulink. Using this connection between Mevea and Simulink it was possible to control Mevea using Simulink based controlling methods. The results of both systems behavior are presented as results with different point of views how systems differ from each other. Työssä suoritetaan hydrauliservojärjestelmän simulaatiomallin rakentaminen kahdella eri ohjelmalla. Simulaatiomallit yhdistetään samalle simulaatioalustalle, missä niiden toimintaa testataan, sekä optimoidaan erilaisilla säätötekniikassa käytettävillä menetelmillä. Tässä työssä säätimiksi valikoituivat sumea logiikka, geneettisellä algoritmilla optimoitu PID- säädin, sekä PID- säädin.
Simulaatiomallit rakennettiin MATLAB Simulink, sekä Mevea ohjelmistoympäristöihin. Mevea malli yhdistettiin MATLAB Simulink:iin, jotta molemmat mallit toimisivat samalla alustalla ja Mevea malliin voitaisiin yhdistää rakennetut säätimet. Työssä esitellään kuinka molemmat rakennetut simulaatiomallit käyttäytyvät mallinnetulla simulaatioalustalla.
Digital models were build using MATLAB Simulink and Mevea simulation programs. These programs use slightly different approaches for consisting hydraulic servo system. Simulink uses known mathematical formulas and theorems, where Mevea uses these same theorems but more sophisticated.
Mevea based model was connected to Simulink using an interface, which allows to import and export data from Mevea to Simulink. Using this connection between Mevea and Simulink it was possible to control Mevea using Simulink based controlling methods. The results of both systems behavior are presented as results with different point of views how systems differ from each other.
Simulaatiomallit rakennettiin MATLAB Simulink, sekä Mevea ohjelmistoympäristöihin. Mevea malli yhdistettiin MATLAB Simulink:iin, jotta molemmat mallit toimisivat samalla alustalla ja Mevea malliin voitaisiin yhdistää rakennetut säätimet. Työssä esitellään kuinka molemmat rakennetut simulaatiomallit käyttäytyvät mallinnetulla simulaatioalustalla.