氣動(dòng)系統(tǒng)因其具有無污染、功率體積比高、安全可靠、防爆防磁、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),而被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、食品加工、印刷包裝和醫(yī)療化工等領(lǐng)域。氣動(dòng)系統(tǒng)通常由比例閥和氣缸等元件組成,并采用空氣作為其工作介質(zhì)。由于空氣的可壓縮性,氣體通過比例閥時(shí)流量的非線性,以及氣缸內(nèi)復(fù)雜的摩擦力等特點(diǎn),使得氣動(dòng)系統(tǒng)的高精度控制困難,限制了氣動(dòng)系統(tǒng)在高精度位置伺服領(lǐng)域的應(yīng)用。由于受到工作環(huán)境溫度和外界不確定干擾的影響,氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型很難獲得。因此,基于被控對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型的控制方法難以取得理想的控制效果。自抗擾控制器（ADRC）不需要依靠被控對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型,獲得了廣泛關(guān)注。針對(duì)具有未知精確數(shù)學(xué)模型的氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)控制問題,本文分別采用線性和非線性自抗擾控制器對(duì)其進(jìn)行位置控制,自抗擾控制器參數(shù)眾多,目前尚無完善的參數(shù)整定理論依據(jù),調(diào)整過程復(fù)雜,難以獲得最佳效能,針對(duì)這一問題,本文使用遺傳、粒子群和差分進(jìn)化三種群體優(yōu)化算法對(duì)控制器的參數(shù)進(jìn)行在線優(yōu)化。針對(duì)氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)自抗擾控制器參數(shù)優(yōu)化時(shí)面臨的多目標(biāo)均衡問題,采用基于Pareto秩的適應(yīng)度函數(shù)來評(píng)價(jià)優(yōu)化算法中每個(gè)個(gè)體的優(yōu)劣。分別使用基... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)實(shí)物圖

來控制比例閥的開度。此外，本課題中氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由上海曲晨機(jī)電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的全無油靜音空壓機(jī)（QWJ-200）為其提供壓縮空氣，該空壓機(jī)使用無油潤(rùn)滑活塞結(jié)構(gòu)，提供的壓縮空氣無污染，氣缸排出的壓縮空氣可以直接排放到空氣中，使用方便。該型空壓機(jī)輸出的壓縮空氣的壓力范圍為 0-0.6Mpa。2.1.2 氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)工作原理氣動(dòng)位置伺服控制系統(tǒng)的基本工作原理如圖 2-2 所示。由圖可見，空壓機(jī)壓縮空氣，經(jīng)過減壓閥向?qū)嶒?yàn)平臺(tái)提供壓縮空氣。壓縮空氣經(jīng)過儲(chǔ)氣罐是為了向氣缸提供壓力更加平穩(wěn)的壓縮空氣。壓縮空氣流經(jīng)三位五通比例閥進(jìn)入氣缸 A 腔或 B 腔，使氣缸 A 腔與 B 腔之間出現(xiàn)壓力差，帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞通過磁偶方式帶動(dòng)負(fù)載完成預(yù)定運(yùn)動(dòng)。模擬電位式位移傳感器采集負(fù)載位移信號(hào)，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序經(jīng)過運(yùn)算，得到控制量，再經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后輸出至比例閥。通過控制比例閥的開度來控制進(jìn)入氣缸 A、B 兩腔的氣體量，進(jìn)而控制活塞和負(fù)載的位置。整個(gè)氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)，通過位置傳感器反饋負(fù)載位置信息，構(gòu)成閉環(huán)控制回路。

圖 2-3 氣動(dòng)位置伺服系閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)框圖Fig. 2-3 The control structure diagram of pneumatic position servo system動(dòng)位置伺服系統(tǒng)的控制算法程序和上位機(jī)界面程序均在 Visual Basic 6.0（環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。Visual Basic 6.0 是微軟公司開發(fā)的編程設(shè)計(jì)軟件，基于 Wi可視化編程環(huán)境，具有簡(jiǎn)單易用的界面設(shè)計(jì)功能，可以獨(dú)立設(shè)計(jì)程序的運(yùn)動(dòng)位置伺服控制系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)如圖 2-4 所示，包括位移信號(hào)曲線顯示板塊顯示板塊、參考信號(hào)選擇模塊、控制參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示模塊以及等。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2962696