本文關(guān)鍵詞：基于高速開(kāi)關(guān)閥的氣動(dòng)高精度運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 氣動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 高速開(kāi)關(guān)閥 控制策略 軌跡跟蹤

【摘要】：氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥因成本低、抗污染能力強(qiáng)、重復(fù)精度高、功率質(zhì)量比大以及切換迅速等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái),伴隨數(shù)字技術(shù)及集成電路的發(fā)展,氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用范圍也由傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)向伺服控制系統(tǒng)中拓展。然而由于氣動(dòng)系統(tǒng)的固有特性,比如氣體可壓縮性和非線性,以及高速開(kāi)關(guān)閥的非連續(xù)性輸出等,使得基于高速開(kāi)關(guān)閥的氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)(本文簡(jiǎn)稱(chēng)氣動(dòng)開(kāi)關(guān)伺服控制系統(tǒng))的控制精度與其他伺服控制方式相比,特別在以軌跡跟蹤為代表的運(yùn)動(dòng)控制方面差距較大。對(duì)氣動(dòng)開(kāi)關(guān)伺服控制系統(tǒng)特性及其控制策略進(jìn)行深入研究,提高其運(yùn)動(dòng)控制精度,對(duì)于促進(jìn)高速開(kāi)關(guān)閥在氣動(dòng)伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用,降低氣動(dòng)伺服系統(tǒng)成本及能耗具有重要的意義。 本論文對(duì)氣動(dòng)開(kāi)關(guān)伺服控制系統(tǒng)相關(guān)的高速開(kāi)關(guān)閥PWM控制流量特性、系統(tǒng)建模、高精度非線性控制策略實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,有效地提高了氣動(dòng)開(kāi)關(guān)伺服控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制精度。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分： 第一,分析了高速開(kāi)關(guān)閥工作特點(diǎn),提出了一種多路輸出PWM高速開(kāi)關(guān)閥驅(qū)動(dòng)電路,并使用高精度氣體流量測(cè)試平臺(tái)對(duì)PWM控制下高速開(kāi)關(guān)閥的流量特性進(jìn)行了研究。 第二,詳細(xì)推導(dǎo)了基于高速開(kāi)關(guān)閥的氣缸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行了研究。利用Simulink工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模,通過(guò)對(duì)比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)在正弦信號(hào)激勵(lì)下的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性。 第三,對(duì)適用于氣動(dòng)開(kāi)關(guān)伺服控制系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了分析討論,實(shí)現(xiàn)了滑�？刂�、反步法控制和基于系統(tǒng)參數(shù)在線辨識(shí)的自適應(yīng)反步法控制等非線性控制方法在氣動(dòng)開(kāi)關(guān)伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 第四,搭建了氣動(dòng)開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)不同控制策略下的系統(tǒng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果證明自適應(yīng)反步法控制的軌跡跟蹤精度最高,同時(shí)魯棒性也最好。
【關(guān)鍵詞】：氣動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 高速開(kāi)關(guān)閥 控制策略 軌跡跟蹤
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TH138
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 氣動(dòng)伺服控制簡(jiǎn)析10-11
• 1.1.1 氣動(dòng)伺服控制概述10-11
• 1.1.2 氣動(dòng)伺服控制技術(shù)的發(fā)展概況11
• 1.2 氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)元件研究進(jìn)展12-14
• 1.2.2 氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)控制策略研究進(jìn)展14-19
• 1.3 課題的研究意義及主要內(nèi)容19-21
• 1.3.1 課題的研究意義19-20
• 1.3.2 本文的研究?jī)?nèi)容及安排20-21
• 第2章 高速開(kāi)關(guān)閥及其PWM控制21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 高速開(kāi)關(guān)閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及特性21-22
• 2.3 PWM及其在開(kāi)關(guān)閥中的應(yīng)用22-26
• 2.3.1 PWM產(chǎn)生原理22-23
• 2.3.2 PWM在開(kāi)關(guān)閥中的應(yīng)用23-26
• 2.4 多路輸出PWM硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)26-32
• 2.4.1 PWM硬件電路的實(shí)現(xiàn)26-29
• 2.4.2 高速開(kāi)關(guān)閥的PWM流量特性實(shí)現(xiàn)29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 氣動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)建模及仿真34-43
• 3.1 引言34
• 3.2 基于高速開(kāi)關(guān)閥的氣動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型34-39
• 3.2.1 系統(tǒng)概述34-35
• 3.2.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)35-39
• 3.3 氣動(dòng)伺服系統(tǒng)的模型仿真39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 氣動(dòng)伺服系統(tǒng)的控制策略研究43-57
• 4.1 引言43-44
• 4.2 滑�？刂�44-48
• 4.2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制的理論研究44-45
• 4.2.2 滑模變結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)45-47
• 4.2.3 氣動(dòng)伺服系統(tǒng)的滑�？刂破髟O(shè)計(jì)47-48
• 4.3 反步法控制48-55
• 4.3.1 反步法控制器設(shè)計(jì)50-53
• 4.3.2 自適應(yīng)反步法控制器設(shè)計(jì)53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第5章 氣動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究57-73
• 5.1 引言57-59
• 5.2 氣缸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)多種控制策略的實(shí)驗(yàn)研究比較59-65
• 5.2.1 PID控制實(shí)驗(yàn)59-61
• 5.2.2 滑�？刂茖�(shí)驗(yàn)61-62
• 5.2.3 反步法控制實(shí)驗(yàn)62-64
• 5.2.4 多種控制策略的性能比較64-65
• 5.3 自適應(yīng)反步法控制實(shí)驗(yàn)的綜合65-71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 第6章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1061669