收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

气动旋转位置伺服控制技术的研究

柏艳红  
【摘要】:气动技术因其特有的优点而广泛应用于自动化生产的各个领域,由于实际的需求和技术的推动,促使其向更精密的伺服控制方向发展。但是,由于气动伺服系统的强非线性,对其实现高精度的有效控制一直是个难题。迄今为止,学者们主要针对气动直线位置伺服控制进行了大量的研究,而对气动旋转位置伺服控制的研究很少。在工业自动化和机器人领域,存在大量的旋转位置伺服控制需求,因此,对气动旋转位置伺服控制的研究具有实际的应用价值。 摆动气缸是一种常见的气动旋转驱动装置,由于摆动气缸较小的行程和较大的摩擦力矩使得对其实现高性能的位置伺服控制比较难,目前摆动气缸伺服定位的精度还不能满足实际应用的需求。论文对比例流量阀控制的摆动气缸位置伺服系统的系统非线性特性的补偿方法、线性化数学模型的建立方法以及能够适应负载变化的控制策略等方面进行了深入的理论分析和实验研究。 首先基于理论分析和实验,研究了与控制过程相关的系统特性,即工作点位置、负载大小和摆动气缸两腔初始压力等工作参数以及摩擦力矩对系统特性的影响,分析了系统存在的粘滑振荡现象、位移波动现象等产生的原因。 针对比例流量阀的非线性特性和系统的位移波动现象,提出了两种相应的辅助控制方法:比例阀输入输出线性化的非线性补偿方法,位置控制+压力差辅助控制的复合控制方法。非线性补偿方法能够减弱系统的非线性强度,改善系统特性,降低系统的控制难度,也为建立更准确的线性模型打下了基础。位置控制+压力差辅助控制的复合控制方法则可以有效避免位移波动现象的发生,提高系统的定位精度。 为了避免摩擦力矩这一非线性因素对模型准确性的影响,提出了一种能够更准确地反映系统特性的线性化数学模型的建立方法。该方法在充分考虑压力差动态过程与摩擦力矩无关这一特点的基础上,将压力差动态过程用近似线性化方程表示,并与运动方程相结合构成三阶状态空间线性模型,采用系统辨识的方法确定模型参数。同时,为了补偿比例流量阀的非线性特性,提高线性模型的准确性,将比例阀非线性补偿环节和比例流量阀控摆动气缸系统看作一个整体,作为辨识对象。又考虑到系统特性与工作点位置有关这一特点,采用了定位辨识法。通过实验研究,验证了该方法的可行性。 为了解决系统在压力差反馈控制下稳态误差较大的问题,提出了比例+速度和压力差微分反馈控制方法(PVDDP)。根据所建线性化数学模型,从理论上分析了该方法的可行性。实验结果表明,PVDDP控制在工作点位置和负载变化较小时可获得较好的控制效果,但是适应负载和工作点位置大范围变化的能力较差。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王美清,张兰芳,张新宇;位置伺服控制教学实验系统的研制[J];实验技术与管理;2000年02期
2 王华,孟庆鑫,王立权,谭颖;基于LM629的位置伺服控制模块的设计与研究[J];组合机床与自动化加工技术;2005年02期
3 叶佩青,杨向东;基于HCTL-1100的位置伺服控制[J];组合机床与自动化加工技术;1999年03期
4 费树辉;雷秀;樊飞龙;;基于泵控缸位置伺服系统的模糊控制系统设计[J];机械工程与自动化;2006年06期
5 魏守水,张玉林,赵淳生;模糊控制原理在超声马达定位控制系统中的应用[J];电机与控制学报;2002年03期
6 石延平;液压脉冲码调制(PCM)位置伺服控制系统的建模研究[J];液压与气动;2002年08期
7 陈静;邱长青;刘洋;徐桂敏;;主动式踝关节假肢的位置伺服系统研究[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2009年02期
8 马立丽;邢伟;郭宏;王大彧;;多余度无刷直流电动机的自抗扰控制[J];北京航空航天大学学报;2010年05期
9 马瑞卿,刘卫国;全数字有限转角无刷力矩电机的位置控制[J];微电机;2001年06期
10 陈先锋;舒志兵;赵英凯;;基于多伺服控制模式的运动控制系统研究与应用[J];微电机;2006年04期
11 杜兴春,王华,张岚,曹立文;位置伺服控制模块的设计与研究[J];微特电机;2005年10期
12 曹会发;陶国良;周洪;;基于高速开关阀的气动执行器位置伺服控制[J];液压气动与密封;2006年01期
13 杨勇;贺伟;;全方向推进器叶片控制系统研究与实现[J];应用科技;2007年12期
14 王志明;马广;;基于高速开关阀的气动执行器位置伺服控制[J];制造业自动化;2009年07期
15 周璇;王志明;;基于高速开关阀的气动执行器位置伺服控制研究[J];机电工程技术;2009年06期
16 傅樟木;;基于高速开关阀的气动执行器位置伺服控制研究[J];科技资讯;2010年14期
17 张卫国;基于交流位置伺服控制的自动送料装置[J];电气时代;2005年08期
18 陈晓冰,张为公;同步器试验中气动七连杆换挡机械手位置伺服控制[J];汽车工程;2005年05期
19 李智;华亮;王士森;;基于Backstepping方法的超声波电机控制[J];南通职业大学学报;2005年04期
20 牛志刚;张建民;;应用于直线电机的平滑切换模糊PID控制方法[J];中国电机工程学报;2006年08期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张瀚;陈智渊;;C2000 DSP实验装置的研制[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
2 潘海鹏;冯孝燕;苏良瑶;;基于模糊PID复合前馈控制的电脑横机定位控制系统[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张寅孩;无速度传感器异步电机变频调速与位置伺服控制技术研究[D];浙江大学;2003年
2 杜志强;高响应短行程直线直流电机的建模、控制与实验研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋利佳;位置伺服控制在飞剪控制系统中的分析与应用[D];武汉科技大学;2002年
2 周昊;电动缸位置伺服控制系统设计[D];大连海事大学;2014年
3 安江波;大时延水下机械手位置伺服控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
4 琚亮;深海机械手位置伺服控制研究[D];华中科技大学;2007年
5 徐正华;基于比例压力阀的摆动气缸的位置伺服系统的研究[D];兰州理工大学;2007年
6 罗士军;特种车辆救援机械手控制系统的研究[D];吉林大学;2004年
7 周祥云;高精度位置伺服控制风力机变桨距研究[D];江南大学;2008年
8 贺伟;全方向推进器水动力试验平台控制系统设计及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 王利超;碳碗清理机机器人系统力学分析[D];北方工业大学;2012年
10 闫荷花;基于Windows CE.NET的嵌入式控制系统关键技术研究[D];广东工业大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978