Cascade control algorithm of the robotic arm's servomotor

Abstract

In this paper, there have been synthesized the control algorithms in cascade control systems. The control object is the robotic arm which is actuated by a servo motor presented as an automatic cascade control system which is consisting of two loops. The use of multiple loops is justified by the fact that with a single loop, only one parameter of the servo motor is controlled, which leads to a decrease in the reliability of the automatic system. A case study was carried out for a direct current electric motor, where proportional (P), proportional-integral (PI), and proportional-integral-derivative (PID) control algorithms were used, with P and PI applied to the inner loop, and P, PI, and PID to the outer loop. The system was simulated with the synthesized algorithms and the results were analyzed, it was established that the system has robustness and high performance for the case of using maximum stability degree method with iterations.

În lucrare sunt sintetizați algoritmii din cadrul sistemelor de reglare în cascadă. Obiectul de reglare este brațul robotic acționat de un servomotor, prezentat ca un sistem automat de reglare în cascadă format din două bucle. Utilizarea mai multor bucle este argumentată de faptul că, într-un sistem cu o singură buclă, doar un singur parametru al servomotorului poate fi reglat, ceea ce duce la o scădere a fiabilității sistemului automat. A fost realizat un studiu de caz pentru un motor electric de curent continuu, unde au fost utilizați algoritmi de reglare proporțional (P), proporțional-integrativ (PI) și proporțional-integrativ-derivativ (PID), cu P și PI aplicate pentru bucla interioară și P, PI și PID pentru bucla exterioară. Sistemul a fost simulat utilizând algoritmii sintetizați, iar rezultatele au fost analizate, stabilindu-se că sistemul are robustețe și performanțe ridicate în cazul utilizării metodei gradului maxim de stabilitate cu iterații.