Ga naar hoofdinhoud

Regeltechniek voor nieuwe generatie mechatronica

Het traject voor de carriage van de printer word tijdsoptimaal uitgerekend (afb.: TU Eindhoven).

Intelligentere aansturing is essentieel om toekomstige mechatronische systemen aan de steeds strenger wordende nauwkeurigheids- en snelheidseisen te laten voldoen. De recente installatie van een high-tech flatbed printer van Océ bij de Control Systems Technology groep en de oprichting van het High-Tech Systems Center aan de TU Eindhoven moeten de ontwikkeling van een systematische en industrieel toepasbare aanpak voor intelligente aansturing voor mechatronische systemen mogelijk maken.

Traditioneel worden mechatronische systemen aangestuurd door zowel feedback als feedforward regelaars. Op het vlak van feedback zijn PID regelaars een veel toegepaste technologie in industriële toepassingen. De populariteit van deze regelaars komt voornamelijk doordat de prestaties van de gesloten lus robuust zijn ten opzichte van veranderingen in het systeem. Daarnaast is het tunen van deze regelaars intuïtief door het gebruik van vuistregels. Er kan een significante verkleining van de volgfout, typisch een factor tien, worden behaald door ook een feedforward regelaar te implementeren.

Nieuwe regeltechniek

Mechatronische systemen moeten vaak herhalende taken uitvoeren. Door te leren van de gemaakte volgfout tijdens deze taken, kan de volgfout met een factor tien worden verbeterd ten opzichte van een gecombineerd feedback/feedforward ontwerp. Dit is het basisidee achter iteratief lerend regelen oftewel Iterative Learning Control (ILC).

In tegenstelling tot standaard feedforward is ILC in staat de benodigde servokracht f te leren, zonder kennis te hebben van de taak of verstoringen. Hiervoor benut ILC het feit dat de taak bij iedere herhaling exact hetzelfde is.

Indien de taak niet exact hetzelfde is maar kleine variaties vertoont, kan ILC er echter toe leiden dat de volgfouten van het systeem drastisch verslechteren. Dergelijke gelijkwaardige, maar niet exact identieke taken, komen veelvuldig voor in mechatronische systemen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een printtaak (zie afbeelding): doordat de te printen afbeelding niet overal even breed is, is de taaklengte verschillend. Deze fragiliteit en inflexibiliteit voor veranderingen in de omgeving of taak heeft een brede industriële implementatie van ILC sterk beperkt.

Intelligent feedforward

Het onderzoek naar regeltechniek voor motion systemen in de Control Systems Technology groep heeft als doel om de trade-off curve te doorbreken en op te schuiven: intelligente feedforward technieken om te kunnen voldoen aan de toekomstige eisen van flexibiliteit en performance. Dit moet leiden tot een intelligent regeltechnisch framework voor de nieuwe generatie mechatronische systemen.

Het doel is om technieken te ontwikkelen waarbij een kleine volgfout samen gaat met flexibiliteit voor veranderingen in de taak. Door de uitstekende samenwerking met high-tech industrieën en het opzetten van het High-Tech Systems Center worden de ontwikkelde algoritmen direct geïmplementeerd en gevalideerd op industriële systemen.

Het volledig artikel vindt u in het november-nummer van Aandrijftechniek.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven