隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,氣動(dòng)伺服系統(tǒng)特別是氣動(dòng)伺服位置控制系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。采用氣動(dòng)伺服位置控制可以方便地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)無(wú)級(jí)定位（柔性定位）和無(wú)級(jí)調(diào)速。此外,利用氣動(dòng)伺服位置控制系統(tǒng)中氣缸運(yùn)動(dòng)速度的連續(xù)可調(diào)來(lái)替代傳統(tǒng)的節(jié)流閥加端部緩沖的方式,可以獲得最佳的速度與緩沖效果,大幅度地降低氣缸的動(dòng)作時(shí)間,縮短工序節(jié)拍,提高生產(chǎn)率。由于氣體的可壓縮性,氣動(dòng)產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)軟接觸,動(dòng)作柔和,氣動(dòng)技術(shù)的這個(gè)特性,是其他機(jī)電產(chǎn)品望塵莫及的�；谶\(yùn)動(dòng)和壓力獨(dú)立控制的氣動(dòng)同步系統(tǒng)實(shí)際上是將控制運(yùn)動(dòng)軌跡和壓力軌跡的負(fù)載口獨(dú)立控制技術(shù)應(yīng)用于氣動(dòng)同步系統(tǒng)。與傳統(tǒng)進(jìn)出節(jié)流閥口機(jī)械聯(lián)動(dòng)的氣動(dòng)系統(tǒng)相比較,其先進(jìn)性主要體現(xiàn)在:（1）單只氣缸的兩個(gè)控制自由度和進(jìn)排氣節(jié)流閥口的面積比可變提高了系統(tǒng)柔性;可根據(jù)負(fù)載類型實(shí)時(shí)修改控制策略,所有工作點(diǎn)均可達(dá)到最佳控制性能。（2）采用精確的計(jì)算流量反饋來(lái)快速精確控制壓力,從而避免了由于氣體壓縮性和環(huán)境因素引起不能預(yù)測(cè)的壓力響應(yīng)滯后導(dǎo)致?lián)Q向閥誤切換的問題。（3）在加速過程中,通過加大進(jìn)、排氣閥的開度以保證其快速性,在減速和制動(dòng)過程中,通過控制排氣側(cè)壓力來(lái)避免壓力沖擊和振蕩,提高負(fù)載減... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：205 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氣動(dòng)伺服位置控制系統(tǒng)的發(fā)展概況
        1.2.1 研究分類
        1.2.2 進(jìn)出口聯(lián)動(dòng)控制的閥控缸系統(tǒng)
        1.2.3 負(fù)載口獨(dú)立控制的閥控缸系統(tǒng)
        1.2.4 同步運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)伺服位置控制系統(tǒng)
    1.3 課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 課題的來(lái)源及意義
        1.3.2 研究難點(diǎn)
        1.3.3 研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第二章 氣動(dòng)同步系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置和數(shù)學(xué)建模
    2.1 引言
    2.2 氣動(dòng)同步系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置
        2.2.1 同步系統(tǒng)的原理
        2.2.2 氣動(dòng)同步系統(tǒng)與加載系統(tǒng)的硬件組成
    2.3 氣動(dòng)同步系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 數(shù)學(xué)建模的假設(shè)條件
        2.3.2 氣缸的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程
        2.3.3 氣缸的壓力微分方程
        2.3.4 比例閥的非線性模型
        2.3.5 質(zhì)量流量公式
        2.3.6 無(wú)桿氣缸的固定容積
    2.4 本章小結(jié)
第三章 自適應(yīng)魯棒壓力軌跡跟蹤控制研究
    3.1 引言
    3.2 自適應(yīng)魯棒壓力控制策略
        3.2.1 壓力微分方程
        3.2.2 假設(shè)條件與控制難點(diǎn)
        3.2.3 參數(shù)投影映射
        3.2.4 期望壓力軌跡初始化
        3.2.5 自適應(yīng)魯棒壓力控制器的設(shè)計(jì)
        3.2.6 自適應(yīng)魯棒壓力控制原理框圖
    3.3 自適應(yīng)卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)
    3.4 魯棒反饋?lái)?xiàng)的調(diào)節(jié)方法
    3.5 壓力軌跡跟蹤控制試驗(yàn)研究
        3.5.1 性能指標(biāo)
        3.5.2 階躍壓力軌跡跟蹤
        3.5.3 正弦壓力軌跡跟蹤
        3.5.4 抗干擾性能測(cè)試
        3.5.5 不同氣源壓力
    3.6 本章小結(jié)
第四章 自適應(yīng)魯棒運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤控制研究
    4.1 引言
    4.2 自適應(yīng)魯棒運(yùn)動(dòng)控制策略
        4.2.1 氣缸的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程
        4.2.2 氣缸的壓力微分方程(A腔)
        4.2.3 假設(shè)條件與控制難點(diǎn)
        4.2.4 參數(shù)投影映射
        4.2.5 期望運(yùn)動(dòng)軌跡初始化
        4.2.6 自適應(yīng)魯棒運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)
        4.2.7 自適應(yīng)魯棒運(yùn)動(dòng)控制原理框圖
    4.3 速度逼近位移修正的原理
        4.3.1 期望速度修正項(xiàng)的作用及其選取方法
        4.3.2 誤差調(diào)節(jié)過程中的工況及其轉(zhuǎn)化過程
    4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
        4.4.1 階躍運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤
        4.4.2 正弦運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤
        4.4.3 不同壓力等級(jí)的影響
        4.4.4 不同系統(tǒng)外力的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 運(yùn)動(dòng)與壓力獨(dú)立控制的若干問題研究
    5.1 引言
    5.2 負(fù)載口獨(dú)立控制系統(tǒng)的靜態(tài)工作點(diǎn)
        5.2.1 流阻與流導(dǎo)
        5.2.2 單執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模型
        5.2.3 簡(jiǎn)化模型分析
        5.2.4 系統(tǒng)速度敏感分析
        5.2.5 能量損失分析
    5.3 耗氣量分析
        5.3.1 最大速度和平均速度
        5.3.2 最大耗氣量和平均耗氣量
        5.3.3 負(fù)載口獨(dú)立控制系統(tǒng)的耗氣量曲線
    5.4 負(fù)載口獨(dú)立控制系統(tǒng)的線性化分析
        5.4.1 線性化的假設(shè)條件
        5.4.2 運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程的線性化
        5.4.3 壓力微分方程的線性化
        5.4.4 質(zhì)量流量公式的線性化
        5.4.5 負(fù)載口獨(dú)立控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
        5.4.6 負(fù)載敏感度和動(dòng)態(tài)剛度
    5.5 本章小結(jié)
第六章 機(jī)器摩擦力及氣缸摩擦力研究
    6.1 引言
    6.2 古典摩擦理論及摩擦力建模
    6.3 一般機(jī)器摩擦的四個(gè)狀態(tài)
    6.4 與位置有關(guān)的靜摩擦區(qū)域及其建模
        6.4.1 預(yù)位移的建模
        6.4.2 變化的極限靜摩擦力建模
    6.5 與速度有關(guān)的動(dòng)摩擦區(qū)域及其建模
        6.5.1 什特里別克效應(yīng)建模
        6.5.2 摩擦滯后現(xiàn)象建模
    6.6 氣缸摩擦力的影響因素及已有的摩擦力建模
    6.7 無(wú)桿氣缸的摩擦力建模、測(cè)試與辨識(shí)
        6.7.1 已有的氣缸摩擦力測(cè)試結(jié)果與結(jié)論
        6.7.2 無(wú)桿氣缸的極限靜摩擦力與停滯時(shí)間的關(guān)系
        6.7.3 無(wú)桿氣缸的極限靜摩擦力與壓力上升速率的關(guān)系
        6.7.4 無(wú)桿氣缸的粘性摩擦系數(shù)與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系
        6.7.5 氣缸摩擦力完整的非線性模型
        6.7.6 氣缸摩擦力簡(jiǎn)化的非線性模型
    6.8 本章小結(jié)
第七章 無(wú)桿氣缸的氣動(dòng)同步控制策略研究
    7.1 引言
    7.2 同步控制方式說(shuō)明
    7.3 方式一:兩缸運(yùn)動(dòng)開環(huán)、壓力開環(huán)
    7.4 方式二:兩缸運(yùn)動(dòng)開環(huán)、壓力閉環(huán)
    7.5 方式三:單缸運(yùn)動(dòng)閉環(huán)、壓力閉環(huán)
    7.6 方式四:兩缸運(yùn)動(dòng)閉環(huán)、壓力閉環(huán)、同步誤差不反饋
    7.7 方式五:兩缸運(yùn)動(dòng)閉環(huán)、壓力閉環(huán)、同步誤差雙反饋
    7.8 方式六:兩缸運(yùn)動(dòng)閉環(huán)、壓力閉環(huán)、同步誤差單反饋
    7.9 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 論文總結(jié)
    8.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 氣動(dòng)同步系統(tǒng)的研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]液壓系統(tǒng)同步技術(shù)在冶金行業(yè)的應(yīng)用[J]. 錢有明.  冶金設(shè)備. 2007(04)
[2]潤(rùn)滑點(diǎn)接觸粗糙表面滑動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王順,胡元中,王文中,王慧.  潤(rùn)滑與密封. 2006(07)
[3]氣壓伺服系統(tǒng)高性能魯棒控制器的設(shè)計(jì)[J]. 王祖溫,詹長(zhǎng)書,楊慶俊,李軍,包鋼.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2005(11)
[4]汽缸摩擦力特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張百海,程海峰,馬延峰,彭光正.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(06)
[5]氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)的NN-IMC控制研究[J]. 陳奎生,易建鋼,黃浩,劉光臨.  中國(guó)機(jī)械工程. 2004(23)
[6]基于預(yù)測(cè)模型自適應(yīng)控制的航空氣動(dòng)伺服系統(tǒng)[J]. 蘇發(fā)院,錢坤,于東軍,何秀然.  液壓與氣動(dòng). 2004(09)
[7]爬壁機(jī)器人氣動(dòng)位置伺服控制研究[J]. 張厚祥,劉榮,王巍,宗光華.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(08)
[8]自校正調(diào)節(jié)器在具有阻力負(fù)載的氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 王鵬,彭光正,伍清河.  控制理論與應(yīng)用. 2004(04)
[9]基于QFT的開關(guān)閥控氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)魯棒控制[J]. 王祖溫,孟憲超,包鋼.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2004(07)
[10]滑模控制方法在氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 錢坤,董新民,謝壽生,劉建勛.  液壓與氣動(dòng). 2004(06)

博士論文
[1]氣動(dòng)肌肉并聯(lián)關(guān)節(jié)高精度位姿控制研究[D]. 朱笑叢.浙江大學(xué) 2007

碩士論文
[1]氣缸低速摩擦特性的研究[D]. 謝祖剛.浙江大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3625640