液压作动器力伺服系统参数灵敏度研究
本文关键词: 液压作动器 力伺服系统 灵敏度分析方法 灵敏度衡量方法 出处:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:高集成度高性能的液压作动器已成为足式机器人关节驱动研究的新思路。支撑相的关节力控制己成为提高机器人运动柔顺性、环境适应性和地形适应性的迫切需求。但液压作动器输出力控制是液压系统的难点,输出力控制系统本身稳定裕度小、输出力变化快的特点极大限制了控制系统的增益;同时输出力对系统参数变化敏感,且在外界干扰作用下极易使多余力湮没目标力。这些因素导致了力伺服响应慢、振荡较大而且力跟踪精度较差等后果,远远不能满足足式机器人的要求。因此,针对足式机器人的关节驱动液压作动器力伺服系统的参数进行灵敏度研究,将灵敏度分析理论引入到液压作动器力伺服非线性系统中,能够定量分析系统时变参数,了解系统中各参数灵敏度对系统动态性能的影响,为系统参数优化及控制方法的研究奠定基础,对提高机器人整体性能具有重大意义。本文对液压作动器力伺服系统的参数进行灵敏度研究,采用轨迹灵敏度和矩阵灵敏度两种灵敏度分析方法定量分析系统参数变化对系统输出的影响。首先,针对足式机器人的关节驱动液压作动器力伺服系统建立数学模型,得出其状态空间方程,推导出轨迹灵敏度方程和矩阵灵敏度方程,确定系统参数与系统输出间的关系式。其次,针对系统空载与加载工况,分别对轨迹灵敏度方程和矩阵灵敏度方程编程求解,得到两种灵敏度分析方法的时程曲线,并提出百分比灵敏度衡量法和积分灵敏度衡量法两种灵敏度衡量方法,采用柱形图显示两种衡量方法的数值,用来对比衡量系统采样时间内系统中各参数对系统动态性能的影响,确定出对动态性能产生影响的主要参数的次要参数。最后,根据液压作动器力伺服系统的半物理仿真实验台,采用比较类推法,通过改变系统中积分系数、比例系数、微分系数、伺服阀流量增益、负载质量和负载刚度等可控参数,计算出这些参数在两种灵敏度衡量方法的数值,与灵敏度仿真分析结果对比,验证灵敏度分析方法的可行性与准确性,确定系统各参数对系统动态性能影响大小。
[Abstract]:The hydraulic actuator with high integration and high performance has become a new way to study the joint drive of the foot robot. The joint force control of the supporting phase has become to improve the flexibility of the robot movement. Environmental adaptability and terrain adaptability are urgent needs, but the output force control of hydraulic actuator is the difficult point of hydraulic system, and the output force control system has little stability margin. The fast change of output force greatly limits the gain of the control system. At the same time, the output force is sensitive to the change of system parameters, and it is easy to make many Yu Li annihilate the target force under the external interference. These factors lead to the result that the force servo response is slow, the oscillation is large and the precision of force tracking is poor. It is far from satisfying the requirements of the foot robot. Therefore, the sensitivity of the parameters of the hydraulic actuator force servo system driven by the joint of the foot robot is studied. The sensitivity analysis theory is introduced into the hydraulic actuator force servo nonlinear system, which can quantitatively analyze the time-varying parameters of the system and understand the influence of the sensitivity of each parameter in the system on the dynamic performance of the system. It is of great significance to improve the overall performance of the robot. The sensitivity of the parameters of the hydraulic actuator force servo system is studied in this paper. Two sensitivity analysis methods, locus sensitivity and matrix sensitivity, are used to quantitatively analyze the effect of system parameters on the output of the system. A mathematical model is established for the force servo system of the joint driven hydraulic actuator of the foot robot. The state space equation is obtained and the trajectory sensitivity equation and the matrix sensitivity equation are derived. The relationship between the system parameters and the system output is determined. Secondly, the trajectory sensitivity equation and the matrix sensitivity equation are solved by programming for the no-load and loading conditions of the system. The time history curves of two sensitivity analysis methods are obtained, and two sensitivity measurement methods, the percentage sensitivity measurement method and the integral sensitivity measurement method, are proposed, and the values of the two methods are displayed by using the column diagram. It is used to compare and measure the influence of the system parameters on the dynamic performance of the system during the sampling time, and to determine the secondary parameters of the main parameters that affect the dynamic performance. Finally. According to the semi-physical simulation test bench of the hydraulic actuator force servo system, by changing the integral coefficient, proportional coefficient, differential coefficient and flow gain of servo valve, the method of comparison and analogy is used to change the integral coefficient, the proportion coefficient, the differential coefficient and the flow gain of servo valve. The controllable parameters such as load mass and load stiffness are calculated and compared with the sensitivity simulation results to verify the feasibility and accuracy of the sensitivity analysis method. Determine the impact of system parameters on the dynamic performance of the system.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH137
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 郭庆鼎;赵希梅;;交流永磁伺服系统技术讲座 第一讲 伺服技术的基本概念[J];伺服控制;2006年01期
2 郭庆鼎;赵希梅;;交流永磁伺服系统技术讲座 第四讲:伺服系统的组成(三)[J];伺服控制;2006年05期
3 张春凤;;浅谈伺服系统的设计[J];职业;2010年14期
4 陈娇;高新东;郭光荣;雷丽;;某型伺服系统校零研究[J];兵工自动化;2013年09期
5 黄紫霞;线性最佳伺服系统问题[J];航空火控译丛;1980年04期
6 李生良;王毅;;用于精密跟踪的复合轴伺服系统[J];光学机械;1980年02期
7 陈志良;贺国楷;;伺服系统的结构参数模拟[J];火控雷达技术;1988年04期
8 罗善瞀;电—气伺服系统的设计[J];液压与气动;1990年01期
9 薛燕军;伺服系统一典型故障的分析与排除[J];机床;1993年02期
10 卢虹霞;浅议《伺服系统》课程的教学[J];南京机械高等专科学校学报;1999年04期
相关会议论文 前10条
1 张志远;;一种具有双模结构的智能模糊伺服系统的设计[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2004年
2 张莉松;廖晓钟;;“快乐教学法”在《伺服系统》课程教学中的应用[A];第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(下册)[C];2004年
3 刘青松;;基于思维进化算法的被动力伺服系统的参数辨识[A];2009中国控制与决策会议论文集(1)[C];2009年
4 祁若龙;刘伟军;;高速高精度伺服系统四阶模型及参数优化[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年
5 杨俊义;陈彦辉;李明涛;;伺服系统执行机构研究与分析[A];2010中国仪器仪表学术、产业大会(论文集1)[C];2010年
6 王莉;赵修科;;永磁同步电动机伺服系统的模糊神经网络控制的研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
7 李永东;梁艳;;高性能交流永磁同步电机伺服系统现状[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
8 张志远;;一种具有双模结构的智能模糊伺服系统的设计[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年
9 宋向军;刘万兵;曹勇;;搬运装置伺服系统的改造[A];电子玻璃技术交流会论文集[C];2006年
10 黄炯;李军;陆刘兵;王执铨;;高精度伺服系统的神经元控制[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
相关重要报纸文章 前10条
1 本报记者 付丽娟;期待,中国伺服系统企业之“蝶变”[N];机电商报;2006年
2 ;纺机的伺服系统[N];中国纺织报;2013年
3 黄玉平;我国首次实现伺服系统“全电化”[N];中国航天报;2014年
4 中缝;如何调试和检测伺服系统[N];中国服饰报;2008年
5 石永红;抗风型光伏伺服系统研制成功[N];中国企业报;2008年
6 王雯;埃斯顿 EDB伺服系统在剑杆织机中的应用[N];中国纺织报;2009年
7 证券时报记者 水菁;汇川技术 扩充产品的“梯队化”建设[N];证券时报;2010年
8 陈淆;瓦楞纸印刷机的控制系统[N];中国包装报;2008年
9 石永红;江苏研制成功抗风型光伏伺服系统[N];大众科技报;2008年
10 辽宁 韦公远;日立637录像机伴音变调的检修[N];电子报;2003年
相关博士学位论文 前10条
1 王哲;被动式力矩伺服系统加载策略研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 倪志盛;被动式力矩伺服系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
3 符玉襄;空间高精度二维伺服系统控制技术研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2015年
4 孙显彬;基于异类传感器融合的数控机床伺服系统故障诊断关键技术研究[D];青岛理工大学;2016年
5 谭文斌;伺服系统摩擦与温度变化干扰的建模及补偿研究[D];天津大学;2012年
6 宋彦;伺服系统提高速度平稳度的关键技术研究与实现[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
7 陈晨风;高性能交流伺服系统的智能控制策略[D];浙江大学;1997年
8 王闻宇;伺服系统柔性连接负载控制方法研究[D];华中科技大学;2012年
9 向红标;开放式伺服系统的摩擦建模与补偿研究[D];天津大学;2010年
10 孙凯;自抗扰控制策略在永磁同步电动机伺服系统中的应用研究与实现[D];天津大学;2007年
相关硕士学位论文 前10条
1 何远东;天基目标探测伺服系统构型及控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 唐思宇;三质量伺服系统定位抖振抑制技术[D];哈尔滨工业大学;2015年
3 孙淑瑞;被动式电液力伺服系统的同步结构解耦控制研究[D];河南科技大学;2015年
4 赵艳春;基于TMS320F28335的永磁交流同步伺服系统设计与研究[D];西安电子科技大学;2014年
5 何颖;横机伺服系统研究与设计[D];西安工程大学;2015年
6 江月;伺服系统的分析与辨识[D];西安电子科技大学;2014年
7 邵淦;基于以太网的伺服驱动器设计与研究[D];合肥工业大学;2015年
8 李志嘉;基于现场总线的多轴伺服系统及其应用研究[D];中国计量学院;2015年
9 路瑶;转台伺服系统非线性的补偿算法研究[D];太原科技大学;2015年
10 杨晓东;上海开通伺服系统营销策略研究[D];兰州大学;2016年
,本文编号:1466796
本文链接:https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/1466796.html