کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8096746 1522069 2018 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Energy efficiency control of pneumatic actuator systems through nonlinear dynamic optimization
ترجمه فارسی عنوان
کنترل مصرف انرژی سیستم های پنوماتیک از طریق بهینه سازی پویش غیر خطی
کلمات کلیدی
سیستم عمل آورنده پنوماتیک، بهره وری انرژی، مدار نوع پل کنترل فشار متغیر بهینه سازی پویای غیر خطی،
ترجمه چکیده
به عنوان یکی از منابع قدرتمندی که در زمینه مهندسی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد، هوای فشرده به ویژه در کاربردهای صنعتی رایج است. در یک مدار سنتی پنوماتیک، یک سوپاپ پنج سوئیچ سه جهته برای کنترل ورودی هوا و خروجی با یک فشار واحد استفاده می شود که دارای کارایی کم است. در این مقاله یک مدار پل جدید با کنترل فشار متغیر با استفاده از چهار دریچه های خنثی برای بهبود بهره وری انرژی هوای فشرده برای موتورهای پنوماتیک پیشنهاد شده است. ایده کلیدی این روش استفاده از انرژی گسترش هوا برای انجام کار بود. کاهش حجم هوای مصرف شده، هدف بود و روش عددی برای محاسبه توالی مطلوب در زمان خاموش کردن چهار دریچه با استفاده از بهینه سازی پویش غیر خطی ارائه شده است. این توالی بر اساس ترکیبی از یک روش پیکربندی چندجمله ای عنصر محدود و یک الگوریتم برنامه ریزی محدوده تدریجی محدوده فضایی کاهش یافته است. سپس، اعتبار سنجی تجربی برای نشان دادن کارایی انرژی، از جمله آزمون حرکت سیلندر پنوماتیک تحت شرایط مختلف انجام شد. در مقایسه با مدار سنتی، نتایج تجربی نشان می دهد که مدار پل به روش این مقاله می تواند به طور قابل توجهی بهبود بهره وری انرژی سیستم های رانندگی پنوماتیک را با 50-70٪ افزایش دهد. علاوه بر این، مدار پل-نوع اجازه می دهد تا پیستون به آرامی به پایان سکته مغزی حرکت کند، که می تواند جایگاه عملکرد کمپوست و دریچه کنترل سرعت مدار سنتی را بگیرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی انرژی های تجدید پذیر، توسعه پایدار و محیط زیست
پیش نمایش مقاله
کنترل مصرف انرژی سیستم های پنوماتیک از طریق بهینه سازی پویش غیر خطی
چکیده انگلیسی
As one of the most widely used power sources in the engineering field, compressed air is especially common in industrial applications. In a traditional pneumatic circuit, a three-position five-way valve is used to control the air inlet and exhaust with a single pressure, which has low efficiency. This paper proposed a novel bridge-type circuit with variable pressure control using four on-off valves to improve the energy efficiency of compressed air for pneumatic actuators. The key idea of the method was to use air expansion energy to do work. Reducing the volume of consumed air was the goal, and a numerical method was presented to calculate the optimal on-off time sequence of the four valves using nonlinear dynamic optimization. The sequence was obtained based on the combination of a finite element polynomial configuration method and a reduced space sequential quadratic programming algorithm. Then, experimental validation was conducted to illustrate the energy efficiency, including pneumatic cylinder motion test under different conditions. Compared with the traditional circuit, the experimental results show that the bridge-type circuit put forward by this paper can significantly improve the energy efficiency of pneumatic driving systems by 50-70%. Additionally, the bridge-type circuit allows the piston to move smoothly to the end of the stroke, which can take the place of the function of cushion component and speed control valve of the traditional circuit.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Cleaner Production - Volume 184, 20 May 2018, Pages 511-519
نویسندگان
, , , , ,