咨询客服 咨询客服

Position Control of Pneumatic Actuators Using Three-Mode Discrete-Valued Model Predictive Control

Abstract:
A novel discrete-valued model-predictive control (DVMPC) algorithm termed DVMPC2 for the position control of pneumatic actuators using inexpensive on/off valves is presented. DVMPC2 includes a more flexible cost function, an improved prediction strategy, and other improvements. The actuator is a double-acting cylinder with two on/off solenoid poppet valves connected to each chamber. To reduce the switching frequency and prolong the valve life, DVMPC2 directly switches the valves when necessary, instead of using relatively high-frequency pulse-width modulation. Experimental comparisons are made with the state-of-the-art sliding-mode control (SMC) algorithm and the previous DVMPC algorithm. The comparisons are based on the five performance metrics: integral of time-weighted absolute error (ITAE), root mean square error (RMSE), overshoot (OS), steady-state error (SSE), and valve switches per second (SPS). The robustness is evaluated by increasing and decreasing the total mass of the moving components while keeping the controller parameters constant. The experimental results show that the proposed algorithm is superior to the previous DVMPC and outperformed SMC by a wide margin. Specifically, DVMPC2 reduced ITAE by 80%, RMSE by 52%, OS by 43%, and SPS by 20% relative to SMC. There was no clear winner in terms of SSE.
Author Listing: Haitao Qi;Gary M. Bone;Yile Zhang
Volume: 8
Pages: 56
DOI: 10.3390/ACT8030056
Language: English
Journal: Actuators

Actuators

ACTUATORS

影响因子:2.3
是否综述期刊:否
是否OA:是
是否预警:不在预警名单内
发行时间:-
ISSN:2076-0825
发刊频率:-
收录数据库:SCIE/Scopus收录/DOAJ开放期刊
出版国家/地区:SWITZERLAND
出版社:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)

期刊介绍

Actuators (ISSN 2076-0825; CODEN: ACTUC3) is an international open access journal on the science and technology of actuators and control systems published quarterly online by MDPI.

致动器(ISSN 2076-0825;科登:ACTUC 3)是一本国际开放获取期刊,内容涉及执行器和控制系统的科学和技术,由MDPI在线出版。

年发文量 534
国人发稿量 293
国人发文占比 54.82%
自引率 13.0%
平均录取率 -
平均审稿周期 11 Weeks
版面费 -
偏重研究方向 Mathematics-Control and Optimization
期刊官网 https://www.mdpi.com/journal/actuators
投稿链接 -

质量指标占比

研究类文章占比 OA被引用占比 撤稿占比 出版后修正文章占比
96.63% 99.93% - -

相关指数

影响因子
影响因子
年发文量
自引率
Cite Score

预警情况

时间 预警情况
2025年03月发布的2025版 不在预警名单中
2024年02月发布的2024版 不在预警名单中
2023年01月发布的2023版 不在预警名单中
2021年12月发布的2021版 不在预警名单中
2020年12月发布的2020版 不在预警名单中

JCR分区 WOS分区等级:Q2区

版本 按学科 分区
WOS期刊SCI分区
(2021-2022年最新版)
ENGINEERING, MECHANICAL Q2
INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION Q2

中科院分区

版本 大类学科 小类学科 Top期刊 综述期刊
工程技术
4区
ENGINEERING, MECHANICAL
工程:机械
4区
INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION
仪器仪表
4区
2021年12月
基础版
工程技术
4区
ENGINEERING, MECHANICAL
工程:机械
4区
INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION
仪器仪表
4区
2021年12月
升级版
工程技术
4区
ENGINEERING, MECHANICAL
工程:机械
4区
INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION
仪器仪表
4区
2020年12月
旧的升级版
工程技术
4区
INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION
仪器仪表
4区
2022年12月
最新升级版
工程技术
3区
ENGINEERING, MECHANICAL
工程:机械
3区
INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION
仪器仪表
4区