基于氣動(dòng)伺服控制的高速氣缸自適應(yīng)緩沖研究.pdf

1、氣動(dòng)技術(shù)是自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，氣缸運(yùn)行的高速化是氣動(dòng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而氣缸行程終點(diǎn)的緩沖問題制約了其速度的提高。通過在氣缸端蓋加裝緩沖閥可以實(shí)現(xiàn)特定工況下的良好緩沖，而一旦供氣壓力、質(zhì)量負(fù)載等發(fā)生改變，緩沖就會(huì)被破壞，需經(jīng)過人工多次調(diào)整緩沖閥才能重新獲得良好緩沖。而利用氣動(dòng)伺服技術(shù)可以控制氣缸的運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)其端位的良好緩沖，且采用自適應(yīng)算法能實(shí)現(xiàn)對(duì)外部工況變化的自適應(yīng)。因此本文以實(shí)現(xiàn)高速氣缸在一定工況范圍內(nèi)的自適應(yīng)緩沖為目

2、標(biāo)，對(duì)氣動(dòng)伺服系統(tǒng)進(jìn)行建模分析與控制策略研究。
　　本文首先對(duì)高速氣缸和比例方向閥等組成的比例閥控制氣缸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行建模分析，根據(jù)系統(tǒng)各部分運(yùn)動(dòng)方程得到其非線性模型，并對(duì)該模型進(jìn)行工作點(diǎn)處線性化處理得到閥控缸系統(tǒng)線性化數(shù)學(xué)模型。針對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)特性，運(yùn)用參數(shù)辨識(shí)的方法得到模型參數(shù)，并通過線性理論進(jìn)行分析，得出氣動(dòng)伺服系統(tǒng)具有固有頻率低、阻尼比小、動(dòng)態(tài)性能差等特點(diǎn)。
　　針對(duì)氣動(dòng)伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能差的特點(diǎn)，采用狀態(tài)反饋對(duì)系

3、統(tǒng)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)狀態(tài)變量選擇氣缸速度及加速度，狀態(tài)變量直接通過相應(yīng)的傳感器獲取。采用極點(diǎn)配置法獲得狀態(tài)反饋控制器參數(shù)，通過Matlab/Simulink進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明狀態(tài)反饋控制能很好的實(shí)現(xiàn)一定工況下高速氣缸的良好緩沖。通過改變工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析工況對(duì)緩沖控制效果的影響，結(jié)果表明氣源壓力的變化對(duì)緩沖控制效果影響不大，但給定信號(hào)和質(zhì)量負(fù)載的變化會(huì)破壞良好緩沖。
　　最后，針對(duì)工況改變對(duì)氣缸緩沖控制效果的影響，設(shè)計(jì)一種