隨著微電子技術的飛速發(fā)展,氣動伺服系統(tǒng)特別是氣動伺服位置控制系統(tǒng)得到越來越廣泛的應用。采用氣動伺服位置控制可以方便地實現(xiàn)多點無級定位（柔性定位）和無級調(diào)速。此外,利用氣動伺服位置控制系統(tǒng)中氣缸運動速度的連續(xù)可調(diào)來替代傳統(tǒng)的節(jié)流閥加端部緩沖的方式,可以獲得最佳的速度與緩沖效果,大幅度地降低氣缸的動作時間,縮短工序節(jié)拍,提高生產(chǎn)率。由于氣體的可壓縮性,氣動產(chǎn)品可實現(xiàn)軟接觸,動作柔和,氣動技術的這個特性,是其他機電產(chǎn)品望塵莫及的�；谶\動和壓力獨立控制的氣動同步系統(tǒng)實際上是將控制運動軌跡和壓力軌跡的負載口獨立控制技術應用于氣動同步系統(tǒng)。與傳統(tǒng)進出節(jié)流閥口機械聯(lián)動的氣動系統(tǒng)相比較,其先進性主要體現(xiàn)在:（1）單只氣缸的兩個控制自由度和進排氣節(jié)流閥口的面積比可變提高了系統(tǒng)柔性;可根據(jù)負載類型實時修改控制策略,所有工作點均可達到最佳控制性能。（2）采用精確的計算流量反饋來快速精確控制壓力,從而避免了由于氣體壓縮性和環(huán)境因素引起不能預測的壓力響應滯后導致?lián)Q向閥誤切換的問題。（3）在加速過程中,通過加大進、排氣閥的開度以保證其快速性,在減速和制動過程中,通過控制排氣側(cè)壓力來避免壓力沖擊和振蕩,提高負載減... 

【文章來源】：浙江大學浙江省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：205 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氣動伺服位置控制系統(tǒng)的發(fā)展概況
        1.2.1 研究分類
        1.2.2 進出口聯(lián)動控制的閥控缸系統(tǒng)
        1.2.3 負載口獨立控制的閥控缸系統(tǒng)
        1.2.4 同步運動的氣動伺服位置控制系統(tǒng)
    1.3 課題的研究意義及研究內(nèi)容
        1.3.1 課題的來源及意義
        1.3.2 研究難點
        1.3.3 研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第二章 氣動同步系統(tǒng)的實驗裝置和數(shù)學建模
    2.1 引言
    2.2 氣動同步系統(tǒng)的實驗裝置
        2.2.1 同步系統(tǒng)的原理
        2.2.2 氣動同步系統(tǒng)與加載系統(tǒng)的硬件組成
    2.3 氣動同步系統(tǒng)的數(shù)學模型
        2.3.1 數(shù)學建模的假設條件
        2.3.2 氣缸的運動動力學方程
        2.3.3 氣缸的壓力微分方程
        2.3.4 比例閥的非線性模型
        2.3.5 質(zhì)量流量公式
        2.3.6 無桿氣缸的固定容積
    2.4 本章小結(jié)
第三章 自適應魯棒壓力軌跡跟蹤控制研究
    3.1 引言
    3.2 自適應魯棒壓力控制策略
        3.2.1 壓力微分方程
        3.2.2 假設條件與控制難點
        3.2.3 參數(shù)投影映射
        3.2.4 期望壓力軌跡初始化
        3.2.5 自適應魯棒壓力控制器的設計
        3.2.6 自適應魯棒壓力控制原理框圖
    3.3 自適應卡爾曼濾波器的設計
    3.4 魯棒反饋項的調(diào)節(jié)方法
    3.5 壓力軌跡跟蹤控制試驗研究
        3.5.1 性能指標
        3.5.2 階躍壓力軌跡跟蹤
        3.5.3 正弦壓力軌跡跟蹤
        3.5.4 抗干擾性能測試
        3.5.5 不同氣源壓力
    3.6 本章小結(jié)
第四章 自適應魯棒運動軌跡跟蹤控制研究
    4.1 引言
    4.2 自適應魯棒運動控制策略
        4.2.1 氣缸的運動動力學方程
        4.2.2 氣缸的壓力微分方程(A腔)
        4.2.3 假設條件與控制難點
        4.2.4 參數(shù)投影映射
        4.2.5 期望運動軌跡初始化
        4.2.6 自適應魯棒運動控制器的設計
        4.2.7 自適應魯棒運動控制原理框圖
    4.3 速度逼近位移修正的原理
        4.3.1 期望速度修正項的作用及其選取方法
        4.3.2 誤差調(diào)節(jié)過程中的工況及其轉(zhuǎn)化過程
    4.4 試驗結(jié)果分析
        4.4.1 階躍運動軌跡跟蹤
        4.4.2 正弦運動軌跡跟蹤
        4.4.3 不同壓力等級的影響
        4.4.4 不同系統(tǒng)外力的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 運動與壓力獨立控制的若干問題研究
    5.1 引言
    5.2 負載口獨立控制系統(tǒng)的靜態(tài)工作點
        5.2.1 流阻與流導
        5.2.2 單執(zhí)行機構簡化模型
        5.2.3 簡化模型分析
        5.2.4 系統(tǒng)速度敏感分析
        5.2.5 能量損失分析
    5.3 耗氣量分析
        5.3.1 最大速度和平均速度
        5.3.2 最大耗氣量和平均耗氣量
        5.3.3 負載口獨立控制系統(tǒng)的耗氣量曲線
    5.4 負載口獨立控制系統(tǒng)的線性化分析
        5.4.1 線性化的假設條件
        5.4.2 運動動力學方程的線性化
        5.4.3 壓力微分方程的線性化
        5.4.4 質(zhì)量流量公式的線性化
        5.4.5 負載口獨立控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
        5.4.6 負載敏感度和動態(tài)剛度
    5.5 本章小結(jié)
第六章 機器摩擦力及氣缸摩擦力研究
    6.1 引言
    6.2 古典摩擦理論及摩擦力建模
    6.3 一般機器摩擦的四個狀態(tài)
    6.4 與位置有關的靜摩擦區(qū)域及其建模
        6.4.1 預位移的建模
        6.4.2 變化的極限靜摩擦力建模
    6.5 與速度有關的動摩擦區(qū)域及其建模
        6.5.1 什特里別克效應建模
        6.5.2 摩擦滯后現(xiàn)象建模
    6.6 氣缸摩擦力的影響因素及已有的摩擦力建模
    6.7 無桿氣缸的摩擦力建模、測試與辨識
        6.7.1 已有的氣缸摩擦力測試結(jié)果與結(jié)論
        6.7.2 無桿氣缸的極限靜摩擦力與停滯時間的關系
        6.7.3 無桿氣缸的極限靜摩擦力與壓力上升速率的關系
        6.7.4 無桿氣缸的粘性摩擦系數(shù)與運動時間的關系
        6.7.5 氣缸摩擦力完整的非線性模型
        6.7.6 氣缸摩擦力簡化的非線性模型
    6.8 本章小結(jié)
第七章 無桿氣缸的氣動同步控制策略研究
    7.1 引言
    7.2 同步控制方式說明
    7.3 方式一:兩缸運動開環(huán)、壓力開環(huán)
    7.4 方式二:兩缸運動開環(huán)、壓力閉環(huán)
    7.5 方式三:單缸運動閉環(huán)、壓力閉環(huán)
    7.6 方式四:兩缸運動閉環(huán)、壓力閉環(huán)、同步誤差不反饋
    7.7 方式五:兩缸運動閉環(huán)、壓力閉環(huán)、同步誤差雙反饋
    7.8 方式六:兩缸運動閉環(huán)、壓力閉環(huán)、同步誤差單反饋
    7.9 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 論文總結(jié)
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 氣動同步系統(tǒng)的研究展望
參考文獻
作者簡歷及在攻讀博士學位期間取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3625640