近年來,工業(yè)的飛速發(fā)展帶動了氣動技術(shù)也取得了飛速發(fā)展。在現(xiàn)代工業(yè)中,由于氣動技術(shù)的成本較為低廉,且工作效率較高,污染低,對于能源的利用率高,同時操作和維護的方式較為簡便,氣動技術(shù)正在各個行業(yè)進行著廣泛的應用。氣動伺服系統(tǒng)的主要控制分為位置控制和力控制兩種類型,現(xiàn)階段,在越來越多的復雜工況中會使用到氣動技術(shù),在很多控制實例中,單一的控制方式已不能夠滿足人們預期,需要將兩種控制進行靈活切換從而達到控制目的。但是在氣動伺服系統(tǒng)的兩種控制中切換時,系統(tǒng)的穩(wěn)定性會因為系統(tǒng)參數(shù)的跳變和抖動而變差,影響系統(tǒng)的性能。因此,降低力和位置控制在切換時產(chǎn)生的抖動、提高系統(tǒng)切換的穩(wěn)定性和平順性成為了亟待解決的問題。本文將氣動伺服系統(tǒng)作為研究對象,通過對氣動系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的線性化分析,確立了目標系統(tǒng)的位置控制模型和力控制模型。在研究切換控制的過程中,將氣壓缸的行程分為未受到外力和受到外力兩階段進行研究。當氣壓缸還未與外界物體接觸,無接觸力產(chǎn)生時,采用位置式PID控制,對氣壓缸的位置進行控制;當氣壓缸與外界接觸且受到外力時,采用模糊PID控制,對氣壓缸的受力大小進行控制;在兩種系統(tǒng)切換時,根據(jù)輸出力的控制權(quán)值,通... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１氣動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??首先對氣動伺服系統(tǒng)做出以下假設(shè)：??

響。特別是在氣缸的臨界速度點附近，氣缸摩擦力對于系統(tǒng)的影響程度會??加大，所以摩擦力研究對于氣缸力伺服系統(tǒng)建模尤為重要。氣缸內(nèi)部摩擦力主要分為動??摩擦力和靜摩擦力，當氣缸從靜止到開始運動時，摩擦力會由靜摩擦轉(zhuǎn)化為動摩擦，數(shù)??值上也會突然變小，而在達到了臨界速度后摩擦力又會隨速度増快而加大，因此氣缸摩??擦力具有很強的非線性，會在低速時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。初步設(shè)計采用Ｓｔｒｉｂｅｃｋ摩擦力模型??來描述氣缸運動時內(nèi)部摩擦力的動態(tài)過程。在Ｓｔｒｉｂｅｃｋ模型中，速度與摩擦力的對應關(guān)??系如圖２－２所不：??１?＾???？??速度／（ｍ?．?ｓ－１）??圖２－２?Ｓｔｒｉｂｅｃｋ模型摩擦力與速度關(guān)系曲線??從圖中可以看出在該摩擦力模型中摩擦力隨著速度增加而降低，當達到臨界值后摩??擦力又隨速度增加而增高，基本符合氣缸中摩擦力特性，其公式為：??Ｆｕ＝?Ｆｃ?＋?（ＦＳ－Ｆｃ）ｅ?ｓｇｎ（ｗ）?＋?Ｃｗ?（２－６）??式中Ｆｓ?靜摩擦力，（Ｎ）；??Ｆｃ——庫倫摩擦力，（Ｎ）；??ｕ?活塞速度，（ｍ／ｓ）；??１０??

?東北林業(yè)大學碩士學位論文???＾????ｔ．???】?公?１?…二??Ｔ???丨＿．???＾?????ｉ〇－??蒼?｜?Ｉ?－??｜?ＩＩ??１°．?丨’?＇?Ｊ??－Ｗ?－?Ｉ?－??－４０?－?＇Ｊ，?Ｉ?－??＾?Ｖ?變??＇－０?２?－０?１５?－０?１?－０?０５?Ｄ?０Ｄ５?０?１?０１５?０２??速度（ｍ．?ｓ－１）??圖２－３低速時ＬｕＧｒｅ模型摩擦力與速度關(guān)系??２．５氣動控制系統(tǒng)線性化??首先對方程式（２－１）和式（２－２）進行線性化處理，根據(jù)Ｓａｒｗｉｌｅ流量公式，氣體??通過伺服閥的流量方程是一個關(guān)于氣缸位移Ｘｖ和進氣氣缸與排氣氣缸中的氣體壓力戶／??和乃的函數(shù)，因此，為了得到伺服閥的線性化方程，對流量方程進行針對變量的一階偏??微分處理：??Ｑｍ＇＝Ｋｍ、ｘ、￣ｋｃ＇Ｐ＇?（２－１０）??Ｑｍ２?＝?Ｋｍ２Ｘｖ?－（２－１１）??式中????Ｉ?２??ｄ〇?〇．５２８?也?１??Ｖ?＝?ｄＱｎ，＼?Ｉ?＝?Ｉ?ＮＲＴ?｛ｐｊ?Ｐｓ??ｍ，?ｄＸｖ?０?Ｉ?丄????ＣｄｃｏＰｓ（—Ｖ＂１?１?２ｋ?心０．５２８??＋?Ｕ?Ｖ＿?＋?ｌ）?Ｐｓ??＇???２?早??ｄ〇?ｆ—Ｔ－ｆ—１?〇－５２８＜＾＜１??Ｋ?＝ＤＱｎ，２＼?＝?＼ＲＴ?ｋ－＼＼｛ｐｊ?｛Ｐ］Ｊ?ｆ２??０１２?ａ＾ｖ?０?］?丄????ＣｊＣｄｐＪ—Ｙ＇?Ｉ－蘆—?０＜?＾２．?＜０．５２８??＊Ｕ＋Ｕ?ｖ＾＾＋ｉ）?ｐ２??１２??

【參考文獻】：
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本文編號：3472811