橋式氣動(dòng)節(jié)能回路的仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、氣動(dòng)系統(tǒng)作為工廠自動(dòng)化最重要角色之一，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。但由于氣動(dòng)系統(tǒng)效率低，阻礙了它在更廣的領(lǐng)域的應(yīng)用，氣動(dòng)系統(tǒng)的效率和能量損失從效率角度來(lái)看，氣動(dòng)系統(tǒng)要比液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)效率低很多，僅為20％，遠(yuǎn)不能滿足如今資源匱乏時(shí)代人們對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求，因此，開(kāi)展氣動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能研究具有重要的意義和應(yīng)用研究?jī)r(jià)值。針對(duì)傳統(tǒng)回路空氣消耗量大這一問(wèn)題，本文提出一種新型橋式回路，利用壓縮空氣的膨脹能做功以達(dá)到節(jié)能的目的。
　　本研究主要內(nèi)容

2、包括：⑴基于壓縮空氣膨脹能做功的思想，提出一種由四個(gè)換向閥組成的橋式控制回路，通過(guò)四個(gè)閥的開(kāi)閉時(shí)序控制氣缸的兩腔室進(jìn)排氣時(shí)間以達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能的目的，并保證氣缸平穩(wěn)運(yùn)行。⑵基于非線性動(dòng)態(tài)優(yōu)化的思想，以空氣消耗量為優(yōu)化目標(biāo)，氣動(dòng)系統(tǒng)的壓力、流量及運(yùn)動(dòng)方程為約束，同時(shí)基于參數(shù)辨識(shí)的方法識(shí)別系統(tǒng)的Stribeck摩擦力模型，建立系統(tǒng)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型?；诤?jiǎn)約空間SQP算法，在MATLAB中實(shí)現(xiàn)了橋式氣動(dòng)節(jié)能回路中四個(gè)閥開(kāi)閉時(shí)序的優(yōu)化計(jì)算，得到了四個(gè)

3、閥的開(kāi)閉時(shí)序。⑶基于MATLAB開(kāi)發(fā)環(huán)境，利用數(shù)值迭代插值方法編寫(xiě)了橋式氣動(dòng)節(jié)能系統(tǒng)的仿真程序，基于不同工況下系統(tǒng)優(yōu)化出的閥開(kāi)閉時(shí)序進(jìn)行了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真研究，從仿真上驗(yàn)證了橋式回路相比傳統(tǒng)回路的節(jié)能特性。⑷搭建了橋式氣動(dòng)節(jié)能回路試驗(yàn)臺(tái)，借助傳感器采集系統(tǒng)的壓力、流量、速度和位移，利用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的采集和控制程序，基于優(yōu)化算法計(jì)算得到的時(shí)序?qū)蚴交芈返墓?jié)能性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，開(kāi)展了在不同工況下，活塞在去程和返程系統(tǒng)的