基于比例壓力閥的擺動氣缸的位置伺服系統(tǒng)的研究.pdf

1、氣動技術(shù)具有一系列顯著優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，已成為實(shí)現(xiàn)自動化技術(shù)不可缺少的手段。進(jìn)入上世紀(jì)90年代后，氣動技術(shù)更是突破傳統(tǒng)死區(qū)，經(jīng)歷著飛速發(fā)展。氣動伺服技術(shù)作為本學(xué)科的前沿研究領(lǐng)域，備受人們的重視。氣動伺服定位技術(shù)已能使氣缸在高速運(yùn)動下實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)、高精度定位，突破了傳統(tǒng)的氣動定位方法。基于眾多中小企業(yè)關(guān)于工程可行性好、性價(jià)比高的氣動自動化設(shè)備改造的需求，本文提出了一種低成本的基于比例壓力閥的直線氣缸位置控制系統(tǒng)，仿真

2、結(jié)果表明其具有理想的控制性能，因而以期能在工程中獲得推廣和應(yīng)用。在工業(yè)自動化領(lǐng)域，存在大量的旋轉(zhuǎn)位置伺服控制需求，因此，對氣動旋轉(zhuǎn)位置伺服控制進(jìn)行研究有實(shí)用價(jià)值。 擺動氣缸是一種常用的氣動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，由于擺動氣缸較小的行程和較大的摩擦力矩使得對其實(shí)現(xiàn)高性能的位置伺服控制比較難。目前擺動氣缸伺服定位的精度還不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。本文對比例壓力閥控制的擺動氣缸位置伺服系統(tǒng)線性化數(shù)學(xué)模型、非線性摩擦力的補(bǔ)償方法的建立以及對控制策略

3、進(jìn)行了理論分析和仿真試驗(yàn)，以期獲得性能較好的氣動位置伺服系統(tǒng)。 首先，本文對擺動氣缸和比例壓力閥進(jìn)行了特性分析，詳細(xì)地描述了擺動氣缸的外負(fù)載和摩擦力的情況，對系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)地分析，建立了較為完整的非線性數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了合理的線性化。 其次，分析了由非線性摩擦力矩引起的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差及粘滑振蕩現(xiàn)象；在此基礎(chǔ)上提出采用帶摩擦力矩補(bǔ)償?shù)碾p環(huán)控制，其內(nèi)環(huán)為壓力控制環(huán)，外環(huán)為速度控制環(huán)，外環(huán)采用了摩擦力矩觀測補(bǔ)償器來減小非線性摩擦力矩