氣動技術(shù)具有一系列顯著優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，已成為實現(xiàn)自動化技術(shù)不可缺少的手段。進入上世紀90年代后，氣動技術(shù)更是突破傳統(tǒng)死區(qū)，經(jīng)歷著飛躍性發(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動下實現(xiàn)任意點、高精度定位，突破了傳統(tǒng)的氣動定位方法�；诒姸嘀行∑髽I(yè)關(guān)于工程可行性好、性價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方向閥的直線氣缸位置控制系統(tǒng)，仿真結(jié)果表明其具有理想的控制性能，因而以期其能在工程中獲得推廣和應(yīng)用。 文中以氣體動力學(xué)為基礎(chǔ)，運用諸如熱力學(xué)定律、能量守恒定律、牛頓第二定理等一些已知的定理和定律，通過一些合理而必要的假定和簡化，獲得了被控對象的基本狀態(tài)方程。最后，利用Simulink強大的非線性建模功能，建立了一個全新的基于比例方向閥的直線氣缸位置控制系統(tǒng)的非線性模型。其中，關(guān)于氣缸非線性摩擦力的模型，文中充分考慮了氣缸因加工而引起的不同位置摩擦力不同的因素，進一步改進和完善了前人的研究成果，使得該非線性模型更加接近實際系統(tǒng)，為研究系統(tǒng)的控制策略提供了基礎(chǔ)和依據(jù)，... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
插圖索引
附表索引
第1章 緒論
    1.1 直線氣缸位置控制的技術(shù)概要
    1.2 直線氣缸位置控制技術(shù)的發(fā)展
    1.3 直線氣缸位置控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題的研究意義
    1.5 本文主要研究工作
    1.6 本研究工作的創(chuàng)新點
第2章 直線氣缸的位置控制系統(tǒng)
    2.1 前言
    2.2 基于比例方向閥的直線氣缸的位置伺服系統(tǒng)
        2.2.1 氣動控制系統(tǒng)的一般組成
        2.2.2 基于比例方向閥的直線氣缸位置控制的系統(tǒng)組成
    2.3 氣動系統(tǒng)的組成
        2.3.1 氣缸
        2.3.2 電-氣比例方向閥
        2.3.3 穩(wěn)壓氣源和其它主要附件
    2.4 控制系統(tǒng)的組成
    2.5 小結(jié)
第3章 系統(tǒng)建模與仿真試驗
    3.1 前言
    3.2 計算機仿真及Matlab/Simulink工具軟件
    3.3 壓縮空氣及其典型特性
        3.3.1 壓縮性與膨脹性
        3.3.2 粘性與理想氣體
        3.3.3 臨界狀態(tài)與壅塞現(xiàn)象
    3.4 氣缸的動靜態(tài)特性分析
        3.4.1 氣缸的靜特性
            3.4.1.1 無負載靜態(tài)工作特性
            3.4.1.2 帶負載靜態(tài)工作特性
        3.4.2 氣缸的動特性
            3.4.2.1 理想無負載時的動特性
            3.4.2.2 實際氣缸的啟動及活塞運動
    3.5 基于比例方向閥的直線氣缸的系統(tǒng)建模與仿真
        3.5.1 閥控缸簡化模型介紹
        3.5.2 氣缸活塞的力平衡方程的數(shù)學(xué)建模
        3.5.3 氣缸兩腔的流量方程的數(shù)學(xué)建模
        3.5.4 比例閥的壓力-流量方程的數(shù)學(xué)建模
        3.5.5 氣缸摩擦力的數(shù)學(xué)建模
        3.5.6 基于比例方向閥的直線氣缸的系統(tǒng)建模與仿真
        3.5.7 基于比例方向閥的直線氣缸的非線性模型的線性化
    3.6 小結(jié)
第4章 控制策略的研究
    4.1 前言
    4.2 控制策略概述
        4.2.1 經(jīng)典控制方法
        4.2.2 現(xiàn)代控制方法
    4.3 PID算法
        4.3.1 直接數(shù)字控制的基本概念
        4.3.2 基于DDC系統(tǒng)的PID控制器
        4.3.3 仿人智能積分
    4.4 基于比例方向閥的直線氣缸的控制策略的研究與仿真試驗
        4.4.1 常規(guī)PID控制與仿真試驗
        4.4.2 復(fù)合控制與仿真試驗
        4.4.3 復(fù)合智能積分PID控制與仿真試驗
        4.4.4 優(yōu)化控制與仿真試驗
    4.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A (攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)


【參考文獻】：
期刊論文
[1]電-氣比例/伺服技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展[J]. 彭太江,楊志剛,闞君武,程光明.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2005(06)
[2]比例閥控氣動位置伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及研究[J]. 王鵬,彭光正,伍清河.  潤滑與密封. 2003(04)
[3]氣動比例/伺服系統(tǒng)的建模研究[J]. 董曉倩,郭淑娟.  機床與液壓. 2003(01)
[4]氣動技術(shù)的近期發(fā)展及其影響因素[J]. 裘華徠.  液壓氣動與密封. 2002(03)
[5]氣動比例/伺服位置控制系統(tǒng)的摩擦力特性研究[J]. 陶國良,王宣銀 ,楊華勇.  液壓氣動與密封. 2001(02)
[6]氣動比例/伺服控制技術(shù)及應(yīng)用[J]. 韓建海,張河新.  機床與液壓. 2001(01)
[7]氣動技術(shù)的新發(fā)展[J]. 周洪.  液壓氣動與密封. 1999(05)
[8]氣動新技術(shù)講座　氣動伺服定位控制系統(tǒng)[J]. 陸鑫盛.  液壓氣動與密封. 1999(05)
[9]氣動伺服系統(tǒng)機理建模的實驗研究[J]. 陶國良,毛文杰,王宣銀.  液壓氣動與密封. 1999(05)
[10]氣動伺服定位技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 周洪.  液壓與氣動. 1999(01)

碩士論文
[1]氣動伺服定位系統(tǒng)的理論研究與應(yīng)用[D]. 謝朝夕.重慶大學(xué) 2005



本文編號：3696293