大型自由曲面工件是工業(yè)設(shè)備和國防裝備的重要組成部分,在船舶、航天航空、汽車等尖端產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用十分普遍,它的質(zhì)量和精度對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。應(yīng)用機(jī)械研拋裝置對(duì)曲面拋光可以大大降低表面粗糙度,其終端執(zhí)行器的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性對(duì)加工質(zhì)量有重要的影響。本文主要圍繞所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)研拋裝置的終端執(zhí)行器—葉片氣馬達(dá)的轉(zhuǎn)速控制展開研究,具體內(nèi)容如下:（1）為滿足大型自由曲面的研拋加工要求,開發(fā)了一種能確保研拋力恒定的且具有柔順位姿調(diào)整功能的小型輕量化氣動(dòng)研拋裝置。搭建了該研拋裝置終端執(zhí)行器—葉片氣馬達(dá)的轉(zhuǎn)速控制研究試驗(yàn)平臺(tái)。（2）為控制葉片氣馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,考慮采用高速開關(guān)閥調(diào)節(jié)其進(jìn)氣腔的壓力和流量。通過分析馬達(dá)的結(jié)構(gòu)和工作原理,建立了葉片氣馬達(dá)周期性、離散的腔室體積模型。對(duì)該模型進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)展開,得到葉片氣馬達(dá)周期性、連續(xù)的腔室體積模型。同時(shí)結(jié)合葉片氣馬達(dá)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、腔室流量模型以及高速開關(guān)閥閥口流量模型建立了閥控葉片氣馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)整體的數(shù)學(xué)模型。（3）考慮研拋裝置終端執(zhí)行器的實(shí)際工況,設(shè)計(jì)了基于PID算法的轉(zhuǎn)速控制器。對(duì)葉片氣馬達(dá)進(jìn)行恒轉(zhuǎn)速和軌跡跟蹤控制試驗(yàn),其穩(wěn)態(tài)下的最大誤差分別為29 r/min... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

五葉片式氣動(dòng)馬達(dá)

1—配氣閥套；2—配氣閥；3—?dú)飧左w；4—活塞；5—連桿組件；6—曲軸圖 1.2 活塞式氣動(dòng)馬達(dá)Fig.1.2 pneumatic piston motor1.4 葉片氣馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制研究現(xiàn)狀葉片氣馬達(dá)轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定性嚴(yán)重限制了其在研拋加工領(lǐng)域中的應(yīng)用，因此關(guān)于它的轉(zhuǎn)速控制策略問題一直備受學(xué)術(shù)界的關(guān)注。國內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)葉片氣馬達(dá)的工作原理進(jìn)行了深入的研究，在馬達(dá)的數(shù)學(xué)建模和轉(zhuǎn)速控制策略方面取得了諸多豐碩的成果。1.4.1 國外研究現(xiàn)狀國外在葉片氣馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制策略方面的研究主要集中在 21 世紀(jì)初的十年內(nèi)。在對(duì)葉片氣馬達(dá)數(shù)學(xué)建模的過程中，出現(xiàn)了許多獨(dú)到的分析和見解，特別是葉片氣馬達(dá)腔室體積模型的連續(xù)化方面。在此基礎(chǔ)上研究人員設(shè)計(jì)了一些可行的控制器，例如 PID、模糊、滑模等，但大都是不基于模型的控制算法，且

因此本章設(shè)計(jì)了無擦擦直線氣缸和研拋頭位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的終端執(zhí)行器，葉片氣馬達(dá)承擔(dān)了為研拋過程提供轉(zhuǎn)速和扭矩的轉(zhuǎn)速對(duì)研拋加工有較大的影響。本章搭建了功能完備的試驗(yàn)臺(tái)，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速控制進(jìn)行研究。拋裝置設(shè)計(jì)型自由曲面的表面形狀常常是不規(guī)則的平滑過渡表面，為了盡可的加工精度，所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)研拋裝置必須滿足以下三個(gè)條件：一拋加工過程中研拋工具與曲面間的壓力恒定；二是針對(duì)曲面不同所設(shè)計(jì)的位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)能保證研拋工具實(shí)時(shí)柔順地適應(yīng)曲面曲是能夠保證終端執(zhí)行器的轉(zhuǎn)速可調(diào)且穩(wěn)定。為此，本文設(shè)計(jì)了一動(dòng)行走機(jī)構(gòu)上，且由氣缸直線進(jìn)給模塊和位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)組成的氣如圖 2.1 所示，該裝置的終端執(zhí)行器是葉片氣馬達(dá)。作為研拋加源，在其軸端安裝研拋工具（如拋光盤）即可對(duì)曲面進(jìn)行加工。

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本文編號(hào)：3108823