高精密氣動波紋管驅動伺服系統(tǒng)建模與仿真.pdf

1、自動化技術在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)當中運用越來越多，對設備性能要求也越來越高，傳統(tǒng)的氣動系統(tǒng)具有低剛度和強非線性，使得控制性能和效果已經(jīng)無法滿足控制要求。隨著新型電氣伺服控制元件及氣動元件的出現(xiàn)以及現(xiàn)代控制理論和智能控制理論的不斷完善和發(fā)展，采用電氣伺服控制的氣動伺服系統(tǒng)出現(xiàn)，實現(xiàn)了氣動系統(tǒng)輸出量的高速連續(xù)控制和執(zhí)行機構的精確定位。
　　常見的氣動伺服控制系統(tǒng)中，多數(shù)采用旋轉電機、滾珠絲杠以及齒輪傳動等具有中間轉換機構電機或采用直線電機直接

2、驅動的方式作為驅動機構，存在著滯后、有限響應、金屬離子干擾等問題，使得控制精度受到限制，因此人們開始對新的驅動方式和機構形式進行研究，來設計高速高精度高行程的定位系統(tǒng)。近年來，有人提出使用波紋管作為驅動執(zhí)行器來設計高精度的伺服定位系統(tǒng)并對此展開研究。
　　本文采用金屬波紋管作為單一驅動機構設計了一種金屬波紋管驅動的氣動伺服系統(tǒng)，并對其機械結構和系統(tǒng)結構進行了設計，使用空氣壓縮機作為氣源，電氣比例閥控制氣體流量，光柵尺進行位置測量反

3、饋，單片機做控制器，使用LabVIEW軟件設計上位機。結合相關研究成果，通過較為詳細的數(shù)學推導，有針對地建立了波紋管驅動氣動伺服控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的數(shù)學模型，并利用Matlab中的Simulink軟件對建立的數(shù)學模型進行仿真分析，驗證了所建模型的正確性。采用傳統(tǒng)的PID控制算法對波紋管式氣動伺服系統(tǒng)進行控制，使用Simulink進行仿真，并與實驗結果進行了比較分析，取得了一定控制效果。
　　因本文氣動伺服系統(tǒng)中波紋管驅動器內(nèi)氣體及氣動