liu.seSearch for publications in DiVA
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Modelling and Control of a Forklift’s Hydraulic Lowering Function
Linköping University, Department of Electrical Engineering, Automatic Control.
Linköping University, Department of Electrical Engineering, Automatic Control.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

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.

Abstract [sv]

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.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 97
Keywords [en]
Control, modelling, PID, hydraulics, proportional valve, compensator valve, forklift, embedded system
National Category
Control Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-139247ISRN: LiTH-ISY-EX--17/5050--SEOAI: oai:DiVA.org:liu-139247DiVA, id: diva2:1120712
Subject / course
Electrical Engineering
Presentation
2017-06-09, Transformen, Linköpings universitet, Linköping, 13:15 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-08-09 Created: 2017-07-06 Last updated: 2017-08-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2008 kB)384 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2008 kBChecksum SHA-512
e96d0ea91026ac87f9793ac845c779faf885571272bf029b1b00a6d7aa9f91a4b5bc7fd286ab137695f8b13fce760688fb2532b6e3bf09ac8e31a227b0b4566e
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Fahlén, DanielFri, Ludvig
By organisation
Automatic Control
Control Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 384 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 559 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf