點焊焊槍是汽車白車身焊接工藝的關鍵設備,白車身焊接質量直接影響到汽車的車身質量。隨著汽車市場的繁榮,傳統(tǒng)的氣動焊槍因控制精度差、壽命低等缺點已無法滿足白車身焊接要求。本文將對氣動伺服焊槍系統(tǒng)的位置控制進行研究,首先設計了氣動伺服焊槍的氣動回路,針對氣動伺服系統(tǒng)的閥控缸環(huán)節(jié)進行詳細的數學模型推導,根據研究對象相關參數計算出系統(tǒng)的傳遞函數,并運用MATLAB分析傳遞函數頻率特性,判斷系統(tǒng)的性能。分析結果表明系統(tǒng)穩(wěn)定但動態(tài)性能較差,需要添加控制器提升系統(tǒng)動態(tài)性能。分別設計PID控制器、模糊PID控制器和分數階PI^λD^μ控制器,其中分數階PI^λD^μ控制器使用穩(wěn)定裕度法整定參數,PID控制器使用臨界比例度法和穩(wěn)定裕度法兩種方法整定參數。在Simulink中分別搭建三種控制器控制的系統(tǒng)仿真框圖,對比三種控制器對單位階躍信號的動態(tài)響應曲線,仿真結果表明分數階PI^λD^μ控制器對氣動伺服系統(tǒng)具有很好的控制效果,系統(tǒng)具有良好的信號追蹤性能、強抗干擾能力和強魯棒性。分析分數階P... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：98 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

高校氣動伺服焊槍試驗臺

1.空氣處理單元 2.啟動閥Ⅰ 3.啟動閥Ⅱ 4.鎖定控制閥 5.比例流量閥6.比例流量閥 7.鎖定閥 8.平衡氣缸 9.壓力傳感器 10.伺服氣缸11.位移傳感器 12.拉壓力傳感器 13.主電極 14.排氣閥 15.數據采集卡圖 2.1 氣動伺服焊槍系統(tǒng)氣動原理圖Fig 2.1 Pneumatic schematic diagram of pneumatic servo welding gun system下面對圖 2.1 中各部件進行介紹：（1）伺服氣缸伺服氣缸選用單桿雙作用氣缸，其內部集成了一個位移傳感器和兩個壓力傳感器，氣缸活塞的位移由三位五通比例流量閥控制，活塞桿與拉壓力傳感器和電極相連。在活塞運動過程中位移傳感器和壓力傳感器反饋信號給伺服控制單元，信號經處理后發(fā)出控制信號改變比例閥口開度以實現對氣缸活塞的位置控制。（2）平衡氣缸平衡氣缸選用單桿雙作用氣缸。實際焊接過程中，待焊接板件往往與標準值存在一定的偏差，使得焊接的位置與設定的位置存在誤差，這樣容易造成對板件的損

圖 2.4 摩擦力-行程關系曲線Fig 2.4 Graph of the relationship between friction and stroke氣缸活塞的運動過程中，存在一個速度臨界值，當速度小于速度臨界力的大小與速度負相關；當速度增大至超過速度臨界值時，由于粘性，摩擦力又與速度正相關。圖 2.5 為氣缸摩擦力與活塞運動速度的關

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于滑模控制的氣動伺服焊槍軟接觸研究[J]. 黃雷生,王濤,趙雋迪,王波.  液壓與氣動. 2017(06)
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[3]基于神經網絡控制算法的氣動伺服系統(tǒng)運動分析研究[J]. 許翔宇,袁銳波.  機械與電子. 2016(08)
[4]伺服焊槍的精度與電極力控制特性分析[J]. 張旭強,石強,張延松.  機床與液壓. 2015(23)
[5]伺服焊槍點焊的電極力控制特性及其對電極磨損的影響[J]. 張旭強,張延松.  電焊機. 2015(01)
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[7]考慮負載變化的氣動擺動馬達LuGre摩擦模型的研究[J]. 魏瓊,焦宗夏,李興魯.  液壓與氣動. 2014(02)
[8]氣動伺服系統(tǒng)自適應控制方法研究[J]. 閔為.  液壓與氣動. 2010(09)
[9]電阻點焊中氣動伺服力魯棒控制策略的研究[J]. 趙衛(wèi),謝文華,王先鋒,孟國香.  機械與電子. 2009(08)
[10]氣動位置伺服系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制的改進[J]. 柏艷紅,李小寧.  機械工程學報. 2009(08)

博士論文
[1]氣動比例位置系統(tǒng)的控制方法及動態(tài)特性研究[D]. 劉延俊.山東大學 2008

碩士論文
[1]氣動位置伺服控制系統(tǒng)自抗擾控制參數整定方法研究[D]. 鄧強強.西安理工大學 2018
[2]基于滑模策略的氣動伺服焊槍柔性加載方法的研究[D]. 黃雷生.北京理工大學 2016
[3]焊槍氣動伺服系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與設計[D]. 雷大有.電子科技大學 2014
[4]氣動伺服點焊焊槍控制技術研究[D]. 戴勁.南京理工大學 2014
[5]氣動點焊伺服焊槍故障模式及對策研究[D]. 蘇國強.南京理工大學 2012
[6]ARM控制的伺服點焊槍的研制[D]. 王軍.天津大學 2007
[7]氣動比例伺服系統(tǒng)控制算法及實驗研究[D]. 閔為.重慶大學 2006
[8]PID控制器參數整定方法及其應用研究[D]. 何芝強.浙江大學 2005



本文編號：3608042