气动变载荷摩擦磨损试验机自抗扰控制研究

发布时间：2021-06-08 17:56

　　摩擦磨损试验机作为材料性能研究的有力工具已经在各领域得到了广泛应用。气动变载荷摩擦磨损试验机作为其中之一,采用气动加载技术以压缩空气为介质,对其输出的加载压力进行控制。然而,由于气动加载本身具有强非线性、强耦合性、不确定性等特点,使得气动变载荷摩擦磨损试验机数学模型建立不精确,影响压力输出控制精度,进而阻碍了其应用推广。本文将以气动变载荷摩擦磨损试验机压力控制作为研究核心,在分析系统机理的基础上建立数学模型,针对系统扰动设计控制精度高、结构简单的控制器完成对输出压力的实时跟踪控制,具体研究内容及成果如下:首先,介绍了气动变载荷摩擦磨损试验机的结构组成及其工作原理。考虑试验机中电气比例阀及气缸滞后性、负载扰动等非线性因素,在合理假设的基础上针对三者建立了数学模型,并进一步给出了系统模型的状态方程形式。其次,基于系统状态方程存在的耦合项、系统未建模部分和扰动项,设计了一种不依赖于精确数学模型的自抗扰控制器。该方法将不确定性项统一为总扰动通过扩张状态观测器进行估计和补偿。通过与PID控制器进行仿真对比,仿真结果证实了所设计控制器的有效性及抗扰性,提高了系统的控制品质。同时考虑到系统扰动幅值变... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

济南思达四球式摩擦磨损试验机

美国FALEX四球式摩擦磨损试验机

气动变载荷摩擦磨损试验机实物图

【参考文献】：
期刊论文
[1]Adaptive Backstepping Slide Mode Control of Pneumatic Position Servo System[J]. REN Haipeng,FAN Juntao.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(05)
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[3]重载荷往复式摩擦磨损试验机[J]. 张逸青.  轴承. 2016(02)
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[5]摩擦磨损试验机发展现状研究[J]. 王伟,孙见君,涂桥安,马晨波.  机械设计与制造工程. 2015(07)
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[9]航天器姿态的自抗扰控制与滑模控制的性能比较[J]. 康莹,李东海,老大中.  控制理论与应用. 2013(12)
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博士论文
[1]非线性自抗扰控制的收敛性[D]. 赵志良.中国科学技术大学 2012

硕士论文
[1]多功能摩擦磨损试验机的设计研究[D]. 王伟.南京林业大学 2016
[2]基于气动比例技术的加载控制系统的设计[D]. 年珊珊.中国计量学院 2014
[3]可控气氛摩擦试验机研制及聚合物材料在不同气氛中摩擦学性能研究[D]. 裴召辉.机械科学研究总院 2009
[4]位置扰动型电液伺服力加载控制系统的研究[D]. 郭建华.中国民航大学 2008
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本文编号：3218918