采用磁流變流體制動裝置的氣動位置控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文的研究目的在于利用簡單的開關式氣壓傳動系統(tǒng),通過施加磁流變流體(Magneto-rheological fluid,簡稱為MRF)制動裝置,實現(xiàn)精度高、響應快的氣動位置控制系統(tǒng).磁流變流體是一種在表面活性劑作用下軟磁性材料顆粒在載液中形成的懸浮液,在磁場的作用下能夠在瞬間(ms級)從自由流動的牛頓流體轉(zhuǎn)變成具有一定可控屈服強度的賓漢(Bingham)塑性固體,而且轉(zhuǎn)變過程是可逆的.磁流變流體是一種新型的智能材料,利用磁流變流體的流變

2、特性,可制作各種實時控制的阻尼器、減震器和制動器.本文利用磁流變流體的流變特性,設計了磁流變流體制動裝置.它能夠克服機械式氣動制動閘和伺服閥的缺點:復雜性,可壓縮性和對空氣質(zhì)量敏感等.氣缸與磁流變流體制動裝置同軸放置,制動裝置利用液體的流變性對氣缸施加較大的制動力.制動裝置的制動力和運動通過位移傳感器反饋的信號進行控制,從而實現(xiàn)對氣缸的位置控制.在磁流變流體的流變機理和工作模式的基礎上,對幾種磁流變流體制動裝置的結(jié)構進行比較,選擇了出力

3、大的壓力驅(qū)動模式及結(jié)構簡單的直動式磁流變流體制動裝置用于氣動位置控制系統(tǒng)中,并給出了該位置控制系統(tǒng)的結(jié)構和控制原理.根據(jù)磁流變流體制動裝置的工作模式,提出了磁流變流體制動裝置的制動力模型,為制動力計算提供理論依據(jù).給出了氣動位置控制系統(tǒng)的工作原理、邏輯控制模型和系統(tǒng)的數(shù)學模型.采用有限元法(FEA)對磁流變流體制動裝置的磁場進行分析,根據(jù)磁流變流體制動力模型,對制動力特性進行了仿真計算,并給出了氣動位置控制系統(tǒng)的位置精度與運動速度之間的