气动研抛装置的结构设计及其转速控制研究
发布时间：2021-03-30 04:02
大型自由曲面工件是工业设备和国防装备的重要组成部分,在船舶、航天航空、汽车等尖端产业中应用十分普遍,它的质量和精度对整个系统起着至关重要的作用。应用机械研抛装置对曲面抛光可以大大降低表面粗糙度,其终端执行器的转速稳定性对加工质量有重要的影响。本文主要围绕所设计的气动研抛装置的终端执行器—叶片气马达的转速控制展开研究,具体内容如下:（1）为满足大型自由曲面的研抛加工要求,开发了一种能确保研抛力恒定的且具有柔顺位姿调整功能的小型轻量化气动研抛装置。搭建了该研抛装置终端执行器—叶片气马达的转速控制研究试验平台。（2）为控制叶片气马达的转速,考虑采用高速开关阀调节其进气腔的压力和流量。通过分析马达的结构和工作原理,建立了叶片气马达周期性、离散的腔室体积模型。对该模型进行傅里叶级数展开,得到叶片气马达周期性、连续的腔室体积模型。同时结合叶片气马达运动学模型、腔室流量模型以及高速开关阀阀口流量模型建立了阀控叶片气马达转速控制系统整体的数学模型。（3）考虑研抛装置终端执行器的实际工况,设计了基于PID算法的转速控制器。对叶片气马达进行恒转速和轨迹跟踪控制试验,其稳态下的最大误差分别为29 r/min...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五叶片式气动马达
1—配气阀套；2—配气阀；3—气缸体；4—活塞；5—连杆组件；6—曲轴图 1.2 活塞式气动马达Fig.1.2 pneumatic piston motor1.4 叶片气马达转速控制研究现状叶片气马达转速的不稳定性严重限制了其在研抛加工领域中的应用，因此关于它的转速控制策略问题一直备受学术界的关注。国内外许多学者对叶片气马达的工作原理进行了深入的研究，在马达的数学建模和转速控制策略方面取得了诸多丰硕的成果。1.4.1 国外研究现状国外在叶片气马达转速控制策略方面的研究主要集中在 21 世纪初的十年内。在对叶片气马达数学建模的过程中，出现了许多独到的分析和见解，特别是叶片气马达腔室体积模型的连续化方面。在此基础上研究人员设计了一些可行的控制器，例如 PID、模糊、滑模等，但大都是不基于模型的控制算法，且
因此本章设计了无擦擦直线气缸和研抛头位姿调整机构的终端执行器，叶片气马达承担了为研抛过程提供转速和扭矩的转速对研抛加工有较大的影响。本章搭建了功能完备的试验台，马达的转速控制进行研究。抛装置设计型自由曲面的表面形状常常是不规则的平滑过渡表面，为了尽可的加工精度，所设计的气动研抛装置必须满足以下三个条件：一抛加工过程中研抛工具与曲面间的压力恒定；二是针对曲面不同所设计的位姿调整机构能保证研抛工具实时柔顺地适应曲面曲是能够保证终端执行器的转速可调且稳定。为此，本文设计了一动行走机构上，且由气缸直线进给模块和位姿调整机构组成的气如图 2.1 所示，该装置的终端执行器是叶片气马达。作为研抛加源，在其轴端安装研抛工具（如抛光盘）即可对曲面进行加工。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卡尔曼滤波算法及其在真实成绩预测中的应用[J]. 吴怀宇. 中国新通信. 2018(23)
[2]专家控制半主动悬架系统动态特性分析[J]. 王存堂,刘烘托,谢方伟,张晋,丁二名. 自动化与仪表. 2018(03)
[3]叶片马达式伺服系统建模与仿真研究[J]. 付永领,刘新泽,任芳,刘泽华. 导航定位与授时. 2017(05)
[4]复杂曲面零件超精密加工方法的研究进展[J]. 李敏,袁巨龙,吴喆,吕冰海,孙磊,赵萍. 机械工程学报. 2015(05)
[5]电控气动离合器执行器滑模轨迹跟踪控制[J]. 钱鹏飞,陶国良,孟德远,钟伟,班伟,朱晓. 浙江大学学报(工学版). 2014(06)
[6]非球面超精密抛光技术研究现状[J]. 袁巨龙,吴喆,吕冰海,阮德南,陆惠宗,赵萍. 机械工程学报. 2012(23)
[7]数控机床几何精度综合解析与试验研究[J]. 韩飞飞,赵继,张雷,赵帼娟,冀世军. 机械工程学报. 2012(21)
[8]气马达工作原理与特点[J]. 刘明皓. 湖南农机. 2012(05)
[9]PID参数整定方法分类与概述[J]. 段力学. 现代计算机(专业版). 2012(07)
[10]复杂曲面加工技术的研究现状与发展趋势[J]. 周志雄,周秦源,任莹晖. 机械工程学报. 2010(17)
博士论文
[1]电控机械式自动变速器（AMT）换挡气动伺服控制[D]. 钱鹏飞.浙江大学 2014
[2]自由曲面分片研抛与轨迹规划的研究[D]. 林洁琼.吉林大学 2005
硕士论文
[1]基于研抛力控制的复杂曲面研抛加工的误差分析与补偿[D]. 王宁.长春工业大学 2017
[2]湿性机械镜面抛光机理及其应用技术的研究[D]. 严由春.江苏大学 2017
[3]工业机器人轮式抛光技术的研究[D]. 宗亮.苏州大学 2017
[4]复杂曲面机器人研抛关键技术研究[D]. 高强.沈阳理工大学 2016
[5]大型复杂曲面的机器人研抛技术研究[D]. 刘广保.沈阳理工大学 2015
[6]基于五轴加工中心的复杂曲面抛光技术[D]. 冯德洋.大连理工大学 2014
[7]大口径光学抛光机器人磨头控制系统研究[D]. 吕科.重庆大学 2012
[8]用于气动葫芦的叶片式马达运行稳定性研究[D]. 徐开卓.三峡大学 2008
[9]大平面机械抛光运动特性及抛光均匀性研究[D]. 陈彩如.中南大学 2008
[10]直线气缸的位置控制研究[D]. 郭世军.兰州理工大学 2007
本文编号：3108823
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五叶片式气动马达
1—配气阀套；2—配气阀；3—气缸体；4—活塞；5—连杆组件；6—曲轴图 1.2 活塞式气动马达Fig.1.2 pneumatic piston motor1.4 叶片气马达转速控制研究现状叶片气马达转速的不稳定性严重限制了其在研抛加工领域中的应用，因此关于它的转速控制策略问题一直备受学术界的关注。国内外许多学者对叶片气马达的工作原理进行了深入的研究，在马达的数学建模和转速控制策略方面取得了诸多丰硕的成果。1.4.1 国外研究现状国外在叶片气马达转速控制策略方面的研究主要集中在 21 世纪初的十年内。在对叶片气马达数学建模的过程中，出现了许多独到的分析和见解，特别是叶片气马达腔室体积模型的连续化方面。在此基础上研究人员设计了一些可行的控制器，例如 PID、模糊、滑模等，但大都是不基于模型的控制算法，且
因此本章设计了无擦擦直线气缸和研抛头位姿调整机构的终端执行器，叶片气马达承担了为研抛过程提供转速和扭矩的转速对研抛加工有较大的影响。本章搭建了功能完备的试验台，马达的转速控制进行研究。抛装置设计型自由曲面的表面形状常常是不规则的平滑过渡表面，为了尽可的加工精度，所设计的气动研抛装置必须满足以下三个条件：一抛加工过程中研抛工具与曲面间的压力恒定；二是针对曲面不同所设计的位姿调整机构能保证研抛工具实时柔顺地适应曲面曲是能够保证终端执行器的转速可调且稳定。为此，本文设计了一动行走机构上，且由气缸直线进给模块和位姿调整机构组成的气如图 2.1 所示，该装置的终端执行器是叶片气马达。作为研抛加源，在其轴端安装研抛工具（如抛光盘）即可对曲面进行加工。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卡尔曼滤波算法及其在真实成绩预测中的应用[J]. 吴怀宇. 中国新通信. 2018(23)
[2]专家控制半主动悬架系统动态特性分析[J]. 王存堂,刘烘托,谢方伟,张晋,丁二名. 自动化与仪表. 2018(03)
[3]叶片马达式伺服系统建模与仿真研究[J]. 付永领,刘新泽,任芳,刘泽华. 导航定位与授时. 2017(05)
[4]复杂曲面零件超精密加工方法的研究进展[J]. 李敏,袁巨龙,吴喆,吕冰海,孙磊,赵萍. 机械工程学报. 2015(05)
[5]电控气动离合器执行器滑模轨迹跟踪控制[J]. 钱鹏飞,陶国良,孟德远,钟伟,班伟,朱晓. 浙江大学学报(工学版). 2014(06)
[6]非球面超精密抛光技术研究现状[J]. 袁巨龙,吴喆,吕冰海,阮德南,陆惠宗,赵萍. 机械工程学报. 2012(23)
[7]数控机床几何精度综合解析与试验研究[J]. 韩飞飞,赵继,张雷,赵帼娟,冀世军. 机械工程学报. 2012(21)
[8]气马达工作原理与特点[J]. 刘明皓. 湖南农机. 2012(05)
[9]PID参数整定方法分类与概述[J]. 段力学. 现代计算机(专业版). 2012(07)
[10]复杂曲面加工技术的研究现状与发展趋势[J]. 周志雄,周秦源,任莹晖. 机械工程学报. 2010(17)
博士论文
[1]电控机械式自动变速器（AMT）换挡气动伺服控制[D]. 钱鹏飞.浙江大学 2014
[2]自由曲面分片研抛与轨迹规划的研究[D]. 林洁琼.吉林大学 2005
硕士论文
[1]基于研抛力控制的复杂曲面研抛加工的误差分析与补偿[D]. 王宁.长春工业大学 2017
[2]湿性机械镜面抛光机理及其应用技术的研究[D]. 严由春.江苏大学 2017
[3]工业机器人轮式抛光技术的研究[D]. 宗亮.苏州大学 2017
[4]复杂曲面机器人研抛关键技术研究[D]. 高强.沈阳理工大学 2016
[5]大型复杂曲面的机器人研抛技术研究[D]. 刘广保.沈阳理工大学 2015
[6]基于五轴加工中心的复杂曲面抛光技术[D]. 冯德洋.大连理工大学 2014
[7]大口径光学抛光机器人磨头控制系统研究[D]. 吕科.重庆大学 2012
[8]用于气动葫芦的叶片式马达运行稳定性研究[D]. 徐开卓.三峡大学 2008
[9]大平面机械抛光运动特性及抛光均匀性研究[D]. 陈彩如.中南大学 2008
[10]直线气缸的位置控制研究[D]. 郭世军.兰州理工大学 2007
本文编号：3108823
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3108823.html
