计算机控制智能高速气动缓冲系统的研究

发布时间：2021-04-21 12:11

　　气动技术具有一系列明显的优点，在工业生产中得到广泛应用，已成为自动化领域中的重要手段。电-气比例／伺服控制技术的出现，使气动系统从传统的点位控制向伺服控制过渡，大大拓展了气动技术的应用领域。计算机控制技术和电-气比例／伺服控制技术的结合，更是对控制系统的性能、系统的结构以及控制理论等多方面都产生了极为深刻的影响。 本文对计算机控制智能高速气动缓冲系统进行了机械、电气、气路系统的设计以及系统建模方法、系统辨识研究和控制策略研究。在此基础上，本文成功完成三套计算机控制智能高速气动缓冲系统的研制工作，并实现了系统的高速气动缓冲控制。 本论文主要分为五个章节： 第一章首先扼要叙述了气动技术的特点、发展状况和最新发展方向；然后介绍了气动缓冲的必要性和发展现状以及发展方向，着重介绍了控制理论在电-气比例／伺服控制技术中的应用以及智能缓冲技术的发展状况：最后指出了用智能PID控制策略实现智能缓冲的可能性，指出了本文研究的主要内容。 第二章首先用机理分析的方法推导了电-气比例／伺服位置控制系统被控对象的数学模型，分析了各种参数对数学模型的影响；然后对系统的动态品质作了研究；最后... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
符号说明
第一章 引言
    1.1 气动技术的特点、发展状况和最新发展方向
        1.1.1 气动技术的特点
        1.1.2 国内外气动技术的发展状况
        1.1.3 气动技术的最新发展方向
            1.1.3.1 气动技术的革命性发展
            1.1.3.2 气动技术的创新性发展
    1.2 气动缓冲的必要性和发展现状
        1.2.1 气动缓冲的必要性
        1.2.2 气动缓冲的发展方向
            1.2.2.1 元件缓冲
            1.2.2.2 系统缓冲
                1.2.2.2.1 普通缓冲回路
                1.2.2.2.2 智能高速缓冲系统
    1.3 课题的提出和本论文的主要工作
        1.3.1 智能高速缓冲系统课题的提出
        1.3.2 本论文的主要研究工作
第二章 系统的数学建模研究
    2.1 系统机理建模的必要性
    2.2 数学机理分析建模
        2.2.1 流量连续性方程
        2.2.2 能量方程
        2.2.3 气缸活塞的力平衡方程
        2.2.4 比例／伺服阀的压力-流量方程
        2.2.5 基本动态特性方程分析
    2.3 系统传递函数的推导
        2.3.1 系统数学模型的线性化
        2.3.2 任意位置系统的开环传递函数
        2.3.3 气缸中位开环传递函数
            2.3.3.1 双作用无杆气缸中位开环传递函数
            2.3.3.2 双作用单出杆气缸中位开环传递函数
    2.4 系统动态品质的研究
        2.4.1 系统的可控途径
        2.4.2 系统的刚性及自然频率
    2.5 气动系统的估算模型
    2.6 小结
第三章 系统的辨识研究
    3.1 引言
    3.2 系统辨识的理论准备
        3.2.1 系统辨识方法的确定
        3.2.2 系统模型结构的确定
        3.2.3 系统辨识输入信号的选择
    3.3 系统辨识的实验研究
        3.3.1 模型辨识系统
        3.3.2 M参数的确定
        3.3.3 辨识实验
            3.3.3.1 200mm双作用无杆气缸系统的辨识
            3.3.3.2 1250mm双作用无杆气缸系统的辨识
            3.3.3.3 1000mm作用单出杆缸系统的辨识
    3.4 小结
第四章 计算机控制气动缓冲系统的构建
    4.1 计算机控制系统的特点
    4.2 计算机控制气动伺服缓冲系统的结构设计
    4.3 计算机控制气动伺服缓冲系统信号处理
        4.3.1 信号采样
        4.3.2 信号滤波
    4.4 控制算法的设计
        4.4.1 数字PID基本算法
        4.4.2 PID算法的改进
            4.4.2.1 对微分环节的改进
            4.4.2.2 对积分环节的改进
        4.4.3 PID参数的整定
            4.4.3.1 扩充临界比例系数法
            4.4.3.2 扩充响应曲线法
    4.5 伪微分反馈控制方案（PDF）
    4.6 系统的初步调试
    4.7 计算机控制气动缓冲系统特性分析研究
        4.7.1 被控对象基本特性
        4.7.2 阀口死区对系统性能的影响
        4.7.3 系统摩擦力对系统性能的影响
        4.7.4 气路饱和现象对系统性能的影响
        4.7.5 其他一些因素对系统性能的影响
    4.8 小结
第五章 智能高速气动缓冲系统的实验研究
    5.1 PID控制策略系统缓冲性能的实验研究
        5.1.1 控制算法的确定
        5.1.2 系统缓冲的实验研究
            5.1.2.1 200mm双作用无杆气缸缓冲系统的实验研究
            5.1.2.2 1250mm双作用无杆气缸缓冲系统的实验研究
    5.2 PDF控制策略系统缓冲性能的实验研究
        5.2.1 200mm双作用无杆气缸缓冲系统的实验研究
        5.2.2 1250mm双作用无杆气缸缓冲系统的实验研究
        5.2.3 1000mm双作用单出杆气缸缓冲系统的实验研究
    5.3 小结
第六章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]气动比例伺服技术在压力加工中的应用[J]. 袁胜发.  液压与气动. 1999(06)
[2]新型集成电气伺服坐标气缸的研究及其应用[J]. 陶国良,毛文杰,王宣银.  液压气动与密封. 1999(05)
[3]气动技术的新发展[J]. 周洪.  液压气动与密封. 1999(05)
[4]FESTO公司与气动技术的发展[J]. 裘华徕.  液压气动与密封. 1999(05)
[5]气动比例控制技术及其应用[J]. 周洪.  液压与气动. 1999(03)
[6]气动技术的应用[J]. 梁锦棠.  机械开发. 1998(04)
[7]阀岛和现场总线技术及其应用[J]. 周洪.  液压与气动. 1998(03)
[8]气动脉宽调制位置伺服系统的研究[J]. 黄维钢,王显正,马培荪.  液压气动与密封. 1997(04)
[9]气动行业的发展情况和市场分析[J]. 李企芳,牛均英.  液压气动与密封. 1994(04)
[10]气动技术基础知识（6）[J]. 徐炳辉.  液压与气动. 1994(06)



本文编号：3151732