【摘要】：氣動技術以其結構簡單,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)在低速范圍內的應用,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,并通過適當?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。 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,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,對構成摩擦力的三種要素逐個分析,確定對低速下氣壓位置伺服系統(tǒng)影響最大的構成因素為動靜摩擦力差值。所得結論為氣缸摩擦力的抑制策略的有效性判斷提供標準。 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)關系式。建立了顫振信號補償?shù)木�性理論依據(jù),且通過仿真與實驗驗證,證明了方法的有效性。 為提高系統(tǒng)性能,提出加速度反饋校正方法,在理論分析中該方法能增大系統(tǒng)的阻尼比,增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。給出校正反饋系數(shù)并通過仿真認定。
文內圖片：
圖片說明： 圖 2-3 被完全封閉的理想非對稱氣動缸氣體彈性模量的定義與等熵的假定條件，即氣體體積彈性模腔壓力ip 成正比，根據(jù)氣缸的出力方程，得到公式(2-22)。2 21 1 2 21 1 2 2i iA kp A kpp1 2A p A y yV V- = + 胡克定律的基本形式： x，我們將公式(2-22)應的公式(2-23)。F = -k 進行改寫21 1 2 21 1( )y n (l -a )m定義氣動缸的彈簧剛度為ip A - p A A kpm +n= ，，其表達式為公式(2-24)。hK21 1( )( )ihA kp m nKn l a m+=- ， 均為一比值。其中 為活塞桿的有效面積之比，在一m nn
文內圖片：
圖片說明： 型的建立行補償分析，首先對摩擦力進行了紹與選取義如下：摩擦力為兩個接觸的物體力的構成要素，下面對選取的氣缸取，初步分析氣缸摩擦力對系統(tǒng)的相關方法，為下文中建立針對氣缸會產(chǎn)生一種阻礙運動的力[36]。摩擦近代科學可以得知，絕對光滑的物些凹凸點的接觸，并不是整個平面延接觸面產(chǎn)生切向運動時，接觸點”效應。為了克服這種“點焊”效應
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH138.5

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張百海,程海峰,馬延峰,彭光正;汽缸摩擦力特性實驗研究[J];北京理工大學學報;2005年06期

2 李志;消除氣動比例閥不靈敏區(qū)的方法探討及軟件補償方法的應用[J];機床與液壓;2005年01期

3 黃俊;李小寧;;氣缸低速運動摩擦力模型的研究[J];機床與液壓;2005年11期

4 王燕波;王祖溫;楊慶俊;包鋼;;氣壓伺服系統(tǒng)的建模與特性[J];吉林大學學報(工學版);2009年05期

5 劉紅;高偉;;伺服系統(tǒng)的前饋摩擦力補償研究[J];科學技術與工程;2007年04期

6 周金柱;段寶巖;黃進;;LuGre摩擦模型對伺服系統(tǒng)的影響與補償[J];控制理論與應用;2008年06期

7 孔祥臻;劉延俊;王勇;趙秀華;;氣動比例閥的死區(qū)補償與仿真[J];山東大學學報(工學版);2006年01期

8 黃明軍,周鐵英,巫慶華;超聲振動對摩擦力的影響[J];聲學學報;2000年02期

9 周洪;氣動技術的新發(fā)展[J];液壓氣動與密封;1999年05期

10 陶國良,王宣銀 ,楊華勇;氣動比例/伺服位置控制系統(tǒng)的摩擦力特性研究[J];液壓氣動與密封;2001年02期

相關會議論文 前1條

1 陳劍鋒;劉昊;陶國良;;基于LuGre摩擦模型的氣缸摩擦力特性實驗研究[A];中國機械工程學會流體傳動與控制分會第六屆全國流體傳動與控制學術會議論文集[C];2010年

相關博士學位論文 前3條

1 黃進;含摩擦環(huán)節(jié)伺服系統(tǒng)的分析及控制補償研究[D];西安電子科技大學;1998年

2 孔祥臻;氣動比例系統(tǒng)的動態(tài)特性與控制研究[D];山東大學;2007年

3 劉延俊;氣動比例位置系統(tǒng)的控制方法及動態(tài)特性研究[D];山東大學;2008年

相關碩士學位論文 前5條

1 田體先;汽車試驗用駕駛機器人的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 謝祖剛;氣缸低速摩擦特性的研究[D];浙江大學;2003年

3 謝朝夕;氣動伺服定位系統(tǒng)的理論研究與應用[D];重慶大學;2005年

4 崔宗偉;氣缸低速摩擦力特性的研究及其建模與仿真[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

5 唐毓尚;高性能低通濾波器[D];電子科技大學;2009年

本文編號：2513952