Optymalizacja procesu sterowania nieliniowym urządzeniem pozycjonującym o napędzie elektromagnetycznym

Przedmiotem badań jest układ mechatroniczny – urządzenie pozycjonujące o napędzie elektromagnetycznym (siłownik), wraz z hamulcem elektromagnetycznym. Praca siłownika elektromagnetycznego oparta jest o zasadę wypychania magnesów stałych z pola elektromagnetycznego solenoidów. Urządzenie składa się z dwóch solenoidów umieszczonych naprzeciwko siebie i suwaka na którego końcach są umieszczone magnesy stałe. W artykule przedstawiono sposób sterowania urządzeniem pozycjonującym przy wykorzystaniu równoległego regulatora PID. Parametry regulatora były dobierane poprzez algorytm genetyczny. Analizowano pracę urządzenia przy wykorzystaniu modelu symulacyjnego, który zbudowano w środowisku MATLAB-Simulink. Wykazano, że parametry regulatora PID powinny być dobierane dla każdego wymuszenia osobno. Wyniki otrzymane z symulacji zostały zweryfikowane na stanowisku badawczym.

---

We study an electromagnetic positioning device as a mechatronic system. The main components of the device are an electromagnetic motor and a brake. The linear motor is based on the phenomenon of electromagnetic repulsion. It consists of two solenoids and a slide with neodymium magnet bars placed on both ends. In the paper a control problem for positioning is proposed and solved by means of a PID controller. By applying a genetic algorithm (GA) in a simulation model (MATLAB-Simulink), optimal parameters of the PID are found. The performance can be improved if the parameters of the controller are adapted to the task at hand. Eventually, the MATLAB-Simulink simulations are shown to be in very good accordance with the experimental results.