Modelo Matemático No-Lineal para un Servosistema Neumático de Posicionamiento Preciso

En este artículo se presenta en detalle el modelado matemático no-lineal de un servomecanismo neumático de posicionamiento. El servomecanismo neumático está compuesto en su estructura básica por un cilindro sin vástago gobernado por una válvula proporcional de vías. Para la elaboración del modelo se tuvo en cuenta la dinámica del cilindro, propiedades del fluido de trabajo y características de la válvula. El modelo de los flujos de masa a través de la válvula se basó en el modelo de la norma ISO 6358,y los parámetros se obtuvieron por medio de técnicas no-lineales de optimización a partir de datos experimentales tomados en estado transitorio. La validación del modelo dinámico del sistema se realizó para diferentes señales de entrada y se comparó con resultados obtenidos experimentalmente.

Abstract

In this paper, a nonlinear mathematical model of a servo pneumatic positioning system is developed in detail. The systemis compound in its basic structure for a double-acting cylinder without piston rod which is controlled by a proportional valve.For the elaboration of model were taken in account the cylinder dynamics, work fluid properties and valve characteristics. Themass flow model is based on the model of standard ISO 6358, and the system parameters were estimated by means of nonlinear optimization techniques from experimental data in transient state. Validation of system dynamic model was made for different input signals and compared with experimental results.