點焊焊槍是汽車白車身焊接工藝的關(guān)鍵設(shè)備,白車身焊接質(zhì)量直接影響到汽車的車身質(zhì)量。隨著汽車市場的繁榮,傳統(tǒng)的氣動焊槍因控制精度差、壽命低等缺點已無法滿足白車身焊接要求。本文將對氣動伺服焊槍系統(tǒng)的位置控制進(jìn)行研究,首先設(shè)計了氣動伺服焊槍的氣動回路,針對氣動伺服系統(tǒng)的閥控缸環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo),根據(jù)研究對象相關(guān)參數(shù)計算出系統(tǒng)的傳遞函數(shù),并運(yùn)用MATLAB分析傳遞函數(shù)頻率特性,判斷系統(tǒng)的性能。分析結(jié)果表明系統(tǒng)穩(wěn)定但動態(tài)性能較差,需要添加控制器提升系統(tǒng)動態(tài)性能。分別設(shè)計PID控制器、模糊PID控制器和分?jǐn)?shù)階PI^λD^μ控制器,其中分?jǐn)?shù)階PI^λD^μ控制器使用穩(wěn)定裕度法整定參數(shù),PID控制器使用臨界比例度法和穩(wěn)定裕度法兩種方法整定參數(shù)。在Simulink中分別搭建三種控制器控制的系統(tǒng)仿真框圖,對比三種控制器對單位階躍信號的動態(tài)響應(yīng)曲線,仿真結(jié)果表明分?jǐn)?shù)階PI^λD^μ控制器對氣動伺服系統(tǒng)具有很好的控制效果,系統(tǒng)具有良好的信號追蹤性能、強(qiáng)抗干擾能力和強(qiáng)魯棒性。分析分?jǐn)?shù)階P... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

高校氣動伺服焊槍試驗臺

1.空氣處理單元 2.啟動閥Ⅰ 3.啟動閥Ⅱ 4.鎖定控制閥 5.比例流量閥6.比例流量閥 7.鎖定閥 8.平衡氣缸 9.壓力傳感器 10.伺服氣缸11.位移傳感器 12.拉壓力傳感器 13.主電極 14.排氣閥 15.數(shù)據(jù)采集卡圖 2.1 氣動伺服焊槍系統(tǒng)氣動原理圖Fig 2.1 Pneumatic schematic diagram of pneumatic servo welding gun system下面對圖 2.1 中各部件進(jìn)行介紹：（1）伺服氣缸伺服氣缸選用單桿雙作用氣缸，其內(nèi)部集成了一個位移傳感器和兩個壓力傳感器，氣缸活塞的位移由三位五通比例流量閥控制，活塞桿與拉壓力傳感器和電極相連。在活塞運(yùn)動過程中位移傳感器和壓力傳感器反饋信號給伺服控制單元，信號經(jīng)處理后發(fā)出控制信號改變比例閥口開度以實現(xiàn)對氣缸活塞的位置控制。（2）平衡氣缸平衡氣缸選用單桿雙作用氣缸。實際焊接過程中，待焊接板件往往與標(biāo)準(zhǔn)值存在一定的偏差，使得焊接的位置與設(shè)定的位置存在誤差，這樣容易造成對板件的損

圖 2.4 摩擦力-行程關(guān)系曲線Fig 2.4 Graph of the relationship between friction and stroke氣缸活塞的運(yùn)動過程中，存在一個速度臨界值，當(dāng)速度小于速度臨界力的大小與速度負(fù)相關(guān)；當(dāng)速度增大至超過速度臨界值時，由于粘性，摩擦力又與速度正相關(guān)。圖 2.5 為氣缸摩擦力與活塞運(yùn)動速度的關(guān)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]氣動位置伺服控制系統(tǒng)自抗擾控制參數(shù)整定方法研究[D]. 鄧強(qiáng)強(qiáng).西安理工大學(xué) 2018
[2]基于滑模策略的氣動伺服焊槍柔性加載方法的研究[D]. 黃雷生.北京理工大學(xué) 2016
[3]焊槍氣動伺服系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與設(shè)計[D]. 雷大有.電子科技大學(xué) 2014
[4]氣動伺服點焊焊槍控制技術(shù)研究[D]. 戴勁.南京理工大學(xué) 2014
[5]氣動點焊伺服焊槍故障模式及對策研究[D]. 蘇國強(qiáng).南京理工大學(xué) 2012
[6]ARM控制的伺服點焊槍的研制[D]. 王軍.天津大學(xué) 2007
[7]氣動比例伺服系統(tǒng)控制算法及實驗研究[D]. 閔為.重慶大學(xué) 2006
[8]PID控制器參數(shù)整定方法及其應(yīng)用研究[D]. 何芝強(qiáng).浙江大學(xué) 2005



本文編號：3608042