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Development of advanced algorithms for displacement, velocity and pressure control of electro-hydraulic systems

Seo, Ja Ho (2006). Development of advanced algorithms for displacement, velocity and pressure control of electro-hydraulic systems. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les systèmes hydrauliques sont largement utilisés dans plusieurs secteurs industriels, particulièrement dans les applications qui exigent des forces ou des couples élévés. Bien que ces systèmes hydrauliques aient des composantes mécaniques relativement simples, ils sont pourtant caractérisés par des dynamiques non linéaires, plus spécifiquement, une relation en racine carrée entre la pression différentielle qui entraîne l'écoulement du fluide hydraulique et la vitesse de l'écoulement ou débit.

La plupart des contrôleurs industriels disponibles sur le marché utilise des commandes de type PID pour contrôler la force, la vitesse et le déplacement dans les systèmes hydrauliques. Cependant, leur performance est limitée à cause de la nature non-linéaire de ces systèmes.

Dans cette étude, nous choisissons la méthode de linéarisation de rétroaction de façon à surmonter les effets non linéaires inhérents au système. En utilisant cette théorie de commande non-linéaire, nous nous proposons de développer des contrôleurs avancés pour la commande du déplacement angulaire, de la vitesse angulaire et de la pression des actuateurs hydrauliques rotationnels. Parallèlement, nous nous proposons de valider la performance élevée des contrôleurs basés sur la linéarisation de rétroaction grâce à des essais de simulation et à des mesures expérimentales sur un banc d'essais hydrauliques.

Titre traduit

Algorithmes avancés de commande du déplacement, de la vitesse et de la pression des systèmes électrohydrauliques

Résumé traduit

Hydraulic motion drives are widely used in several areas of industry, especially in applications that require high forces or torques. While typical hydraulic systems have relatively simple mechanical components, they are characterized by nonlinear dynamics, specifically, a square-root relationship between the differential pressure that drives the flow of the hydraulic fluid and the flow rate.

Most commercially available industrial controllers use PID control for force, velocity and displacement control in hydraulic systems; however, their performance is limited due to the nonlinear nature of these systems.

In this study, we use the technique of feedback linearization method to overcome the effects of the nonlinearity. Using this nonlinear control approach, we develop advanced controllers for angular displacement, angular velocity and pressure control of a rotational hydraulic drive, and test the performance of feedback linearization based controllers through simulation & experimental testing on a hydraulic test-bench.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "A thesis submitted to École de technologie supérieure in fulfillment of the requirements for the degree of master in mechanical engineering". Bibliogr.: f. [141]-144. Ch. 1. Literature review -- Ch. 2. Modeling of electro-hydraulic system -- Ch. 3. Control algorithms and validation -- Ch. 4. Real-time control and comparative study.
Mots-clés libres: Actuateur, Algorithme, Avance, Commande, Controleur, Debit, Deplacement, Dynamique, Ecoulement, Electrohydraulique, Fluide, Hydraulique, Industrie, Linearisation, Non-Lineaire, PID, Pression, Retroaction, Rotationnel, imulation, Systeme, Vitesse
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kenné, Jean-Pierre
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Venugopal, Ravinder
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 24 mars 2011 17:31
Dernière modification: 04 nov. 2016 21:17
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/477

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