伺服驅(qū)動雙活塞氣體流量標準裝置控制特性研究.pdf

1、活塞式氣體流量標準裝置具有建設周期短、精度高、流量穩(wěn)定、工作壓力可調(diào)等優(yōu)點，在流量計量領(lǐng)域已越來越受到重視。但是使用活塞式氣體流量標準裝置檢定流量計時，由于活塞缸容積有限，最大檢定流量和檢定時間受到限制，伺服驅(qū)動往復式雙活塞氣體流量標準裝置很好地解決了該問題。本課題針對該雙活塞氣體流量裝置的低速控制及協(xié)同控制等特性展開研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先，簡單介紹了課題背景及意義。解釋了低速爬行的定義，描述了低速爬行的運動現(xiàn)象。介紹了低

2、速爬行運動與多電機協(xié)同控制的研究意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
　　其次，針對伺服驅(qū)動往復式雙活塞裝置設計了三種工作模式，分別介紹了不同模式下裝置的工作原理與數(shù)學模型，并且展開了實驗研究。該伺服驅(qū)動往復式雙活塞氣體流量標準裝置與浙江省計量科學研究院的基于零平衡調(diào)節(jié)原理的活塞裝置比對一致性良好，重復性為0.02％。
　　接著，針對伺服驅(qū)動雙活塞裝置檢定小流量噴嘴時，電機運轉(zhuǎn)速度較低出現(xiàn)的爬行現(xiàn)象展開研究。電機低速情況下，其轉(zhuǎn)矩值不斷升

3、高，常伴隨電機由于轉(zhuǎn)矩值過高而報錯急停，致使裝置不能滿足檢定小流量噴嘴的要求。文章分析了產(chǎn)生爬行現(xiàn)象的機理，并提出在不改進硬件的前提下，通過在電機運動曲線中疊加顫振信號的方式改善爬行現(xiàn)象。實驗證明該方法有效改善雙活塞裝置的低速工況，電機運動轉(zhuǎn)矩明顯下降，從而將裝置可檢定的最小流量由0.064m3/h拓展到0.04m3/h。
　　最后，針對裝置的雙缸并聯(lián)聯(lián)動模式下兩電機協(xié)同運行，提出了基于模糊PID的交叉耦合控制模式。在Matlab