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Iván Ramírez, Christopher Toro, Jonathan Diaz
Los actuadores neumáticos son de bajo costo, seguros, limpios y exhiben una alta relación potencia-peso. Esta contribución presenta una estrategia de control novedosa para resolver el problema de regulación de un sistema de servo posicionamiento neumático, que compensa por las no linealidades del sistema, considerando la posición, velocidad y la diferencia de presiones en las cámaras del cilindro neumático como estados de retroalimentación, en lugar de posición, velocidad y aceleración (PVA) como en los controladores más comunes que se encuentran en la literatura. Los experimentos son realizados con un cilindro neumático sin vástago, de 25 mm de diámetro y una válvula de control proporcional de 5/3 vías. Para probar la eficiencia y aplicabilidad del esquema de control propuesto tanto simulaciones como resultados experimentales se muestran y se discuten. Los resultados demuestran que un alto desempeño en posicionamiento y respuestas simétricas en el movimiento del deslizador en ambas direcciones puede ser logrado.
Pneumatic actuators are low-cost, safe, clean, and exhibit a high power-to-weight ratio. This contribution presents a novel control strategy to solve the regulation problem of pneumatic servo positioning systems that cope with the nonlinearities of the system: airflow-pressure relationship through valve orifice and friction effects between contact surfaces in actuator seals, by considering the position, velocity and pressure difference in the chambers of the pneumatic cylinder, as feedback states instead of position, velocity and acceleration (PVA) as in the most common controllers found in literature. Experiments are conducted with a 25-mm bore rod-less pneumatic cylinder and a 5/3-way proportional control valve. To highlight the efficiency and applicability of the proposed control schemes, simulation, as well as experimental results are provided and discussed. The experimental and simulated results from the regulation control strategy proposed, prove that high-positioning performance and symmetrical responses in forward and backward motion are achieved.
