Material handling and logistics are fundamental parts of today’s global societyand forklifts are a crucial part of the material handling process. Making these asefficient and reliable as possible are therefore of great interest. In this master thesis, an effort has been made to improve the control of the hydraulic lowering function of a specific forklift. Today the lowering function iscontrolled through an open-loop control scheme making the control performancesensitive to disturbances and system changes. One disturbance of special interestis the temperature of the hydraulic fluid. The goal of this thesis was therefore todesign a controller with improved robustness as well as improved performance. To solve this a model-based control design approach was used and a nonlineargrey-box model was derived, implemented and validated. The model parameterswere estimated using a nonlinear least-squares optimisation problem. The resulting model captures most of the system dynamics and the model fit is higher than 70% which was deemed good enough to use for control design. A PID controller was designed based on the estimated model and the controllerparameters were optimised. Furthermore, the controller was evaluated in simulations and implemented in a real forklift. The proposed controller was compared to the original controller for various scenarios. The results reveal improvedsteady state behaviour with enhanced temperature robustness compared to theoriginal controller. / Materialhantering och logistik är viktigt för att dagens globala samhälle ska fungera. En grundläggande del i materialhanteringsprocessen är gaffeltruckar, därför är det av intresse att göra gaffeltruckar så effektiva och pålitliga som möjligt. I det här examensarbetet har ett försök gjorts till att förbättra styrningen av den hydrauliska sänkningsfunktionen hos en specifik gaffeltruck. Dagens lösning använder sig av öppen styrning vilket gör reglerprestandan känslig för störningar och systemförändringar. En störning av extra intresse är temperaturen av hydraulvätskan. Målet med detta arbete var därför att designa en regulator med ökad robusthet och prestanda. För att lösa detta har en modellbaserad metod för regulatordesign använts där en olinjär gray-box modell härleddes, implementerades och validerades. Modellparametrarna skattades genom att ställa upp och lösa ett ickelinjärt minsta-kvadrat optimeringsproblem. Den resulterande modellen fångar det mesta av systemdynamiken och modellpassningen till uppmätt data var högre än 70\% vilket ansågs bra nog för att kunna använda modellen som en bas för regulatordesign. En PID regulator designades och regulatorparametrarna optimerades med hjälp av modellen. Regulatorn utvärderades i simuleringar och för att sedan implementeras den på en riktig gaffeltruck. Den föreslagna regulatorn jämfördes med den ursprungliga regulatorn i flera olika testfall. Resultaten visade ett bättre steady-state beteende och ökad robusthet mot temperaturförändringar för den designade regulatorn jämfört med den ursprungliga regulatorn.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:liu-139247 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Fahlén, Daniel, Fri, Ludvig |
| Publisher | Linköpings universitet, Reglerteknik, Linköpings universitet, Reglerteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.005 seconds