氣壓位置伺服系統(tǒng)摩擦力因素影響及抑制研究.pdf

1、氣動技術(shù)以其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，無污染，抗干擾能力強，維修方便等特點受到各個行業(yè)的青睞。由于氣壓伺服系統(tǒng)在低壓范圍內(nèi)存在阻尼比小，剛度低且具有較強非線性等特點，使其在實際應(yīng)用中受到了限制。特別是低速下的氣壓位置伺服系統(tǒng)的性能不能達到使用要求。在氣缸摩擦力的影響下，氣壓位置伺服系統(tǒng)會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。爬行在工程應(yīng)用中是必須要避免的有害現(xiàn)象。為了更好的擴大氣壓位置伺服系統(tǒng)在低速范圍內(nèi)的應(yīng)用，需要掌握系統(tǒng)中氣缸摩擦力因素的影響程度和抑制措施，并通

2、過適當(dāng)?shù)男Ｕ椒ㄌ岣邭鈮何恢盟欧到y(tǒng)的性能。
　　本文首先建立氣壓位置伺服系統(tǒng)一般數(shù)學(xué)模型，并對其合理線性化，得出系統(tǒng)線性傳遞函數(shù)。文章引入氣缸固有頻率與相關(guān)狀態(tài)參數(shù)，為系統(tǒng)的性能分析和Simulink環(huán)境下的系統(tǒng)時域仿真模型打下基礎(chǔ)。
　　在基于Stribeck摩擦模型的氣缸摩擦力的分析中，首先克服比例閥死區(qū)效應(yīng)，營造相對于氣缸摩擦力的理想仿真環(huán)境。采取“定二議一”解剖式仿真手段，對構(gòu)成摩擦力的三種要素逐個分析，確定對低速

3、下氣壓位置伺服系統(tǒng)影響最大的構(gòu)成因素為動靜摩擦力差值。所得結(jié)論為氣缸摩擦力的抑制策略的有效性判斷提供標(biāo)準(zhǔn)。
　　對基于摩擦力狀態(tài)觀測器的摩擦前饋補償進行分析闡述。根據(jù)摩擦力組成因素對氣壓伺服系統(tǒng)的影響機理，論述了摩擦力前饋補償效果有限的原因，并通過系統(tǒng)的仿真認(rèn)定。
　　提出摩擦力的抑制方法——顫振信號補償方法。該方法是根據(jù)系統(tǒng)線性傳遞函數(shù)的幅頻特性曲線，確定顫振頻率與系統(tǒng)固有頻率之間的代數(shù)關(guān)系式。建立了顫振信號補償?shù)木€性理論