氣浮式無摩擦氣缸靜動態(tài)特性研究.pdf

1、氣動技術(shù)是工業(yè)機械自動化的一種重要技術(shù)手段。氣缸作為氣動系統(tǒng)中最為常見的執(zhí)行機構(gòu)，摩擦力成為影響氣缸性能中非常重要的一個環(huán)節(jié)。結(jié)合氣缸發(fā)展，氣浮式無摩擦氣缸的研究得到關(guān)注。本文將氣浮軸承與低摩擦氣缸相結(jié)合，利用氣浮特性降低氣缸運行時摩擦力，使其能夠運用于精密控制以及高響應(yīng)控制等場合。以氣浮軸承特性為基礎(chǔ)，深入研究氣浮式無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)參數(shù)指標(biāo)、靜態(tài)特性指標(biāo)以及動態(tài)特性指標(biāo)之間影響關(guān)系。提出一套完整的氣浮式無摩擦氣缸設(shè)計方案。
　　本

2、文主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)確定氣浮式無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)，主要包括氣缸體和活塞體?；钊w采用自主研發(fā)設(shè)計的具有氣浮特性的氣浮軸承。
　　(2)為實現(xiàn)活塞體功能，對其表面進行精確的壓力分布控制，建立一套完善包含負載考慮的活塞數(shù)學(xué)模型，包括一維解析數(shù)學(xué)模型和二維數(shù)值數(shù)學(xué)模型，并確定其壓力分布關(guān)系。提出靜態(tài)特性指標(biāo)，包括徑向承載力和氣體泄漏量。采用基于二次開發(fā)的MATLAB PDETools求解二維數(shù)值數(shù)學(xué)模型，并以雙排孔活塞模型

3、作為研究對象，仿真分析各種活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)對其的影響，并驗證一維解析數(shù)學(xué)模型和二維數(shù)值數(shù)學(xué)模型的可行性，以及模型應(yīng)用范圍。
　　(3)氣缸活塞參數(shù)較多，合理統(tǒng)籌參數(shù)類別，將靜態(tài)特性作為優(yōu)化目標(biāo)，提出一種受限約束優(yōu)化方法(COPT)，通過與不同權(quán)值的加權(quán)優(yōu)化方法(WOPT1，WOPT2)對比，驗證受限約束優(yōu)化方法(COPT)的可靠性和實用性。可根據(jù)用戶的需求選擇合適的活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化解集。
　　(4)運用AMESim和Simul