水下機(jī)械手液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、作為人類(lèi)探索和開(kāi)發(fā)海洋的助手，水下機(jī)器人在海洋開(kāi)發(fā)領(lǐng)域有著多方面的用途。水下機(jī)械手是水下機(jī)器人的重要組成部分，其液壓控制系統(tǒng)目前大多采用電液伺服控制，但由于伺服閥的成本昂貴、對(duì)工作環(huán)境要求較高等缺陷，本文嘗試將電液比例控制應(yīng)用到水下機(jī)械手的液壓控制系統(tǒng)中，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。
　　 本文通過(guò)對(duì)水下機(jī)械手國(guó)內(nèi)外研究的分析，對(duì)其外部布置和整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)工作要求，對(duì)水下機(jī)械手進(jìn)行了自由度和運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究，確定6個(gè)自由度的水下機(jī)械

2、手為本文研究對(duì)象。設(shè)計(jì)其關(guān)節(jié)模型，利用三維繪圖軟件PRO/E對(duì)其進(jìn)行三維模型繪圖，并根據(jù)模型對(duì)水下機(jī)器人內(nèi)部液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，設(shè)計(jì)水下機(jī)械手的電液比例控制系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)電液比例閥中的比例放大器、先導(dǎo)閥、主滑閥等數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建得出電液比例閥的傳遞函數(shù)，又通過(guò)對(duì)滑閥流量方程、液壓缸流量連續(xù)性方程和液壓缸和負(fù)載的力平衡方程等數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建，得出液壓缸及其負(fù)載的傳遞函數(shù)，與位移傳感器反饋方程結(jié)合，為進(jìn)行之后的系統(tǒng)仿真構(gòu)建水下機(jī)械手電液比例控制

3、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各數(shù)學(xué)模型進(jìn)行合理的化簡(jiǎn)。
　　 本文對(duì)現(xiàn)有機(jī)械手控制方式進(jìn)行分析，選定控制方式為主從對(duì)稱(chēng)雙向型控制系統(tǒng)，建立大臂主從手控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和選取，利用Matlab/Simulink軟件對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行仿真分析，并利用PID校正來(lái)提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制精度以及穩(wěn)定性，最后通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，驗(yàn)證了電液比例控制系統(tǒng)在水下機(jī)械手液壓系統(tǒng)中的可行性，滿(mǎn)足水下機(jī)械手對(duì)定位和控制精度要求