A kutatás célkitűzése egy olyan egyszerű, robusztus pneumatikus szervo-rendszert elkészítése, amelynek a pontossága nagyobb a szakirodalomban eddig fellelt legnagyobb pontosságú rendszernél (0.01 mm). Munkám során először a munkahenger és az útváltó szelep modelljét készítettem el. Megterveztem és megépítettem a kísérleti berendezést. A kísérleti berendezés használata olyan egyszerűnek és rugalmasnak bizonyult, hogy a továbbiakban a fizikai modellen végzett méréseket helyeztem előtérbe, szemben a számítógépes szimulációval. Kísérletileg igazoltam, hogy a célul kitűzött pontosság és stabilitás a klasszikus csúszómód szabályozással nem érhető el. Új eljárás kidolgozása vált szükségessé. A csúszómód szabályozó megtervezése három fő lépésből áll: Első lépés a csúszófelület tervezése, a második lépés egy olyan szabályozási törvény kiválasztása, amely az állapotváltozók trajektóriáját a csúszófelületre kényszeríti, majd azon tartja, a harmadik a legfontosabb lépés, csattogásmentes (chattering free) megvalósítás. A tézisek a csúszómód szabályozók tervezésének e három fő lépéséhez kapcsolódnak. A kutatás során elért eredményeket számos hazai és nemzetközi konferencián adtam elő és folyóiratban közöltem. A kutatás jól kapcsolható a felsőfokú oktatáshoz is, a szerzett ismereteket felhasználtam az oktatásban, a hallgatókat bevontam a kutatásba. A számos hazai TDK-s siker mellett nemzetközi versenyben is helytálltak hallgatóim (http://www.handson.org.tw/ http://www.handson.org.tw/video2/3/3.mpg). A pneumatika-gyártóktól, az ipari alkalmazóktól és oktatási intézményektől érkező érdeklődés arra ösztönöz, hogy a továbblépés irányául elsősorban egy önálló, intelligens, az ipari számítógépekkel és Programozható Logikai Vezérlőkkel (PLC) kommunikálni képes pozícionáló egység kifejlesztését jelöljem meg. Az egység az irányító berendezéstől kapja a kért pozíciót, elvégzi a pozícionálást, majd jelzi azt az irányító berendezésnek. A PhD értekezésem elkészítésének végén ismerkedtem meg Ming-Chang Shih – vel a taiwani National Cheng kung University professzorával, aki megerősítette feltevésem, hogy a pozícionálás pontosságának elsősorban az útadó felbontása szab határt. A Shih által elért pozícionálási pontosság 20 nm [103, 104]. Célom beszerezni egy 4μm felbontásu Heidenhein inkrementális útadót és egy jelfeldolgozó elektronikát, mellyel 1024-szeres aláosztás valósítható meg. Így lehetővé válik, hogy a nanométeres tartományban is méréseket végezzünk.

The aim of the research is to construct a simple and robust pneumatic servo-system, the precision of which is higher than the system of the highest precision which can be found in special literature (0.01 mm). During my work I designed firstly the model of the cylinder and the control valve. I designed and constructed the experimental device. The usage of the experimental device seemed to be so simple and flexible, that hereafter I privileged the measurements carried out on the physical model rather than the computer simulation. I proved experimentally, that the precision and stability, that our aim was, cannot be reached with the classical sliding mode control. The development of a new method was needed. The design of the sliding mode controller consists of three steps: The first step is the design of the sliding surface, the second step is the design of the control which holds the system trajectory on the sliding surface, and the third is the most important step, the chattering-free realization. The thesises are connected to these three steps of the design of the sliding mode control. I presented the results that were achieved during the research in numerous national and international conferences and I also published them in journals. The research can also be well-connected with the higher education, I used the gained knowledge during education, the students were also involved in the research. Apart from the numerous national TDK successes my students performed well in international competition, too (http://www.handson.org.tw and http://www.handson.org.tw/video2/3/3.mpg). The interest coming from the pneumatic-manufacturers, the industrial appliers and the educational institutions motivates me to appoint primarily as the direction of the further steps the development of a seperate and intelligent positioning unit that can communicate with industrial computers and PLCs (Programmable Logic Controllers). The unit gets the requested position from the controlling device, executes the positioning and then gives signal to the controlling device. At the end of the completion of my PhD paper I got to know Ming-Chang Shih, professor of the National Cheng kung University of Taiwan, who affirmed my assumption that the precision of the positioning is limited primarily by the resolution of the transducers. The positioning precision reached by Shih is 20 nm [103, 104]. My aim is to get hold of a 4μm resolution of incremental encoder from Heidenhein and a subdivision and counter electronics subdivide the sinusoidal input signals up to 1024-fod. Thus, it becomes possible to perform measurements in the nanometric range.