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多缸无线化气动伺服控制系统的设计与实现

黄涛  
【摘要】:气动技术由于其元件结构简单、成本低廉、可靠性高等特点,近年来得到迅猛发展。随着生产自动化程度的不断提高,气动伺服控制成为工业生产的具体要求,然而由于空气可压缩性等非线性因素的影响,现有控制方式一直没有取得理想的控制效果,开发具有良好控制性能、价格便宜、可靠性高的气动伺服系统是一项极有挑战性的工作,成为学者和工程技术人员研究的热点。 本文致力于在深入研究非线性气动系统的特性,建立其精确的动力学模型,选择合理的控制策略,进行控制理论的研究。在本文中,还提出了一个基于T-S模糊神经网络的智能控制算法,应用于气动系统的位置伺服控制。 依据提出的控制策略,本课题建立了一个试验平台,验证控制算法的有效性,测试系统的各项控制性能指标。在这个试验平台上,除了一个气缸由于位置伺服控制研究,还模拟工业现存分布着八个气缸,用PLC实现传统的点到点的逻辑控制。同时使用Zigbee技术建立一个无线传感器网络,用于试验平台的信息传输,便于气缸的布局,减少布线,改善系统设备监控能力。 首先,论文介绍了课题的研究的背景、意义和主要内容,介绍了课题研究需要的基础理论和技术:气动技术、气动伺服控制技术和Zigbee技术。其次,进行了系统总体设计,依据设计的系统,进行了系统建模和控制理论研究。再次,完成气动回路的搭建和系统软硬件的设计和实现。最后,在建立的试验平台上,对控制性能进行实验测试,测试结果表明,试验平台的控制系统能够很好的完成气动系统的位置伺服控制功能,并具有较好的控制性能。


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