氣動技術(shù)具有一系列顯著優(yōu)點:價格低廉,結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,無污染,氣動技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,己成為自動化不可缺少的重要手段。 由于氣體的可壓縮性,氣缸的摩擦力,比例閥的非線性以及系統(tǒng)參數(shù)易受環(huán)境的影響等這些特點在很大程度上增加了氣動位置控制系統(tǒng)的控制難度,很難滿足工業(yè)上高精度的定位要求。 《氣缸定位系統(tǒng)的控制策略和應(yīng)用》是SMC技術(shù)中心承接的國際交流合作課題項目之一。旨在設(shè)計與開發(fā)基于氣動伺服的臺面球X-Y軌跡控制系統(tǒng),用來展示氣動控制元件的產(chǎn)品性能,更可作為一個實驗裝置,為本科同學(xué)開設(shè)控制理論實踐課程搭建一個良好的試驗平臺。 選用SMC公司的MQQTB16-50D直線氣缸作為系統(tǒng)的執(zhí)行元件,但其摩擦力的嚴重非線性和氣缸兩腔的非對稱性等特點,加大了對該系統(tǒng)進行伺服控制的難度。本文的工作就是設(shè)計高性能的控制器對其進行任意點定位和連續(xù)軌跡跟蹤控制,使其滿足臺面球X-Y軌跡控制系統(tǒng)的工作需要。 本文對閥控缸的氣動位置特性進行了研究,建立了閥控缸系統(tǒng)的非 

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 氣動技術(shù)概述
    1.3 氣動位置控制技術(shù)概述
    1.4 伺服系統(tǒng)中摩擦特性的概述
    1.5 課題的研究意義
    1.6 論文的主要內(nèi)容
第二章 氣動伺服系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
    2.1 硬件平臺結(jié)構(gòu)及功能
        2.1.1 氣缸
        2.1.2 電磁比例閥
        2.1.3 電磁比例閥驅(qū)動器
        2.1.4 數(shù)據(jù)采集卡
        2.1.5 位移傳感器
    2.2 本章小結(jié)
第三章 氣動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)
    3.1 前言
    3.2 閥控氣缸系統(tǒng)建模
        3.2.1 單自由度氣缸伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 氣缸摩擦力的數(shù)學(xué)模型
        3.2.3 比例閥的流量連續(xù)性方程
        3.2.4 比例閥的閥口流量方程
        3.2.5 系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)
        3.2.6 流量比例閥的數(shù)學(xué)模型
        3.2.7 氣動系統(tǒng)的總模型
    3.3 本系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 XY 平臺控制策略研究
    4.1 引言
    4.2 PID 控制原理及算法實現(xiàn)
        4.2.1 PID 控制原理
        4.2.2 數(shù)字PID 控制
        4.2.3 基于PID 控制的系統(tǒng)仿真
    4.3 模糊控制及其算法實現(xiàn)
        4.3.1 模糊理論的基本概念
        4.3.2 模糊PID 控制
        4.3.3 基于模糊PID 控制的系統(tǒng)仿真
第五章 XY 平臺控制系統(tǒng)快速原型軟件設(shè)計
    5.1 前言
    5.2 快速原型方法概述
        5.2.1 Simulink 與RTW
        5.2.2 RTW 的概念
        5.2.3 快速原型化的外部模式
    5.3 實驗快速原型化軟件創(chuàng)建過程
        5.3.1 選項設(shè)置
        5.3.2 建立模型
    5.4 本章小結(jié)
第六章 實時仿真實驗及結(jié)果分析
    6.1 氣缸摩擦力的實驗測試
    6.2 數(shù)字PID 控制的位置跟蹤和連續(xù)軌跡跟蹤實驗
    6.3 模糊控制的實驗結(jié)果與分析
        6.3.1 階躍和方波信號響應(yīng)的模糊控制實驗
        6.3.2 正弦信號連續(xù)軌跡跟蹤的模糊控制實驗
    6.4 XY 平臺氣缸定位系統(tǒng)在臺面球裝置中的應(yīng)用
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]板球控制系統(tǒng)的PD型模糊控制算法研究[J]. 王賡,孫政順.  電氣傳動. 2004(04)
[2]氣壓垂直伺服定位系統(tǒng)的實驗研究[J]. 王燕波,包鋼,李軍,王祖溫.  機床與液壓. 2004(05)
[3]基于補償原理的I-PD算法對氣動位置伺服系統(tǒng)的控制[J]. 李小虎,杜彥亭,朱仁宗,董龍雷.  機床與液壓. 2004(01)
[4]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)
[5]氣動伺服定位技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 周洪.  液壓與氣動. 1999(01)
[6]氣動位置控制系統(tǒng)的狀態(tài)反饋調(diào)節(jié)[J]. 黃文梅.  湖南大學(xué)學(xué)報. 1990(01)

碩士論文
[1]氣動機械手位置伺服控制系統(tǒng)及控制策略的研究[D]. 陳小儉.昆明理工大學(xué) 2005
[2]基于比例方向閥的氣動位置控制系統(tǒng)控制策略的研究[D]. 查宏民.天津大學(xué) 2005



本文編號：3709820