Control Design of the Hydraulic Actuator with Integrated Control Valves

Abstract

The objective of this thesis is to design a hydraulic control system with integrated actuator using a controller which can be used in applications such as Spring / Suspension testing. In this thesis we have used a differential hydraulic cylinder, four integrated poppet valves, position sensor, pressure sensor and a spring to conduct testing. The simulation is done using a servo valve instead of four poppet valves to compare the efficiency of the integrated poppet valves whose results can be seen in the practical implementation. We can see from this thesis that the use of four integrated valves in an actuator can improve the accuracy and efficiency of the whole system. The theoretical part consists of study on hydraulic systems and its components, mathematical model of the system, a simulation model in SIMULINK, data acquisition of hydraulic system parameters, control algorithm of the system. Whereas, the practical part consists of the connection of the controller to the hydraulic system, control design of the hydraulic actuator and evaluations of the obtained results. Implementation of the model on an actual system, can show us the difference between the theoretical model and the real-world systems.

Cílem této práce je navrhnout hydraulický řídicí systém s integrovaným pohonem pomocí regulátoru, který lze použít v aplikacích, jako je testování pružiny / odpružení. V této práci jsme použili diferenciální hydraulický válec, čtyři vestavné sedlové ventily, snímač polohy, senzor tlaku a pružinu pro provádění zkoušek. Simulace se provádí pomocí servoventilu namísto čtyř talířových ventilů pro porovnání účinnosti integrovaných sedlových ventilů, jejichž výsledky lze vidět v praktickém provedení. Z této práce můžeme vidět, že použití čtyř integrovaných ventilů v akčním členu může zlepšit přesnost a efektivitu celého systému. Teoretická část se zabývá studiem hydraulických systémů a jejich součástí, matematickým modelem systému, simulačním modelem v systému SIMULINK, získáváním parametrů hydraulického systému, řídicím algoritmem systému. Praktická část spočívá ve spojení regulátoru s hydraulickým systémem, návrhu řízení hydraulického pohonu a vyhodnocení získaných výsledků. Implementace modelu na skutečný systém nám může ukázat rozdíl mezi teoretickým modelem a reálnými systémy.