基于高速开关阀的负压伺服控制系统研究
发布时间：2021-07-01 19:06
高速开关阀成本低、切换速度快、抗污染能力强及重复精度高等优点,越来越受到气动控制研究人员的青睐。为了探索负压伺服控制系统新型控制结构,拓展研究手段,提高动态性能,本文采用高速开关阀替代比例/伺服阀作为负压伺服控制系统的控制元件。由于高速开关阀流量的非连续性输出、系统的充、抽气能力的非对称性和系统本身的不确定性非线性影响,常规的线性控制器无法取得理想的控制效果。因此,本文对基于高速开关阀的负压伺服控制系统展开了研究,主要的研究内容如下所示:1)分析了高速开关阀的PWM（脉宽调制）动态特性。基于仿真分析,得到了PWM信号占空比与高速开关阀平均气体质量流量的对应关系。针对对应关系中存在的非线性区域,采用流量输出线性补偿方法,使得平均气体质量流量与PWM信号占空比成近似正相关。2)建立了负压伺服控制系统的数学模型,通过仿真和实验分析研究发现了系统的充、抽气单元存在充、抽气能力的不对称现象。设计了负压伺服控制系统非对称性结构,使得系统的充、抽气单元的充、抽气能力基本对称。同时设计了非对称性补偿算法,进一步消除系统的非对称性影响。3)由于在系统实际建模过程中存在不确定性非线性和参数不确定性影响,本...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FESTOMHE2系列高速开关阀
中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 关阀的比例控制特性，Burrows[14-15]及 Goldstein[16]率先将合，进行气缸的位置、速度等控制研究，分析了气缸伺服身参数对其控制效果的影响，初步验证了 PWM 技术与高效果。针对气缸高精度位移控制，Varseveld[17]设计了 4 验证了考虑阀死区影响的脉宽控制策略可以使系统展现近验结果显示了系统的定位精度小于 0.21mm。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文5MPa 的气压输出。SorliM[23-24]系统性的分析了 ParkerP3P-R 比例压力阀建立了详细的数学模型，进行了比例压力阀控制气缸伺服位移跟踪研究弦压力信号的效果并不理想。高速开关阀作为气动伺服系统的控制元件，既可以使系统取得稳定的控精度，又不需要投入过多的成本和技术维护费用，因此被广泛应用在医制造领域。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速开关阀控气动位置伺服系统的自适应鲁棒控制[J]. 孟德远,陶国良,李艾民,李威. 机械工程学报. 2015(10)
[2]高空大气压力模拟系统自适应鲁棒控制[J]. 李罡,李宝仁,杜经民,毋迪. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(12)
[3]Lumped Parameter Mass Flow Rate and Pressure Control Characteristics Model for High-Speed Pneumatic PWM on/off Valve[J]. 向忠,胡旭东,刘昊,汝晶炜. Journal of Donghua University（English Edition）. 2014(03)
[4]近空间高超声速飞行器控制的几个科学问题研究[J]. 孙长银,穆朝絮,余瑶. 自动化学报. 2013(11)
[5]空间飞行器绕飞中控制系统的半实物仿真研究[J]. 马卫华,何勇. 中国电子科学研究院学报. 2013(02)
[6]PWM高速开关阀动态调节特性仿真研究[J]. 尤裕荣,袁洪滨,王春民,罗朝辉. 火箭推进. 2012(05)
[7]一类连续平滑滑模控制算法设计[J]. 范金锁,张合新,苏捷,张明宽. 弹箭与制导学报. 2011(06)
[8]Adaptive Robust Tracking Control of Pressure Trajectory Based on Kalman Filter[J]. CAO Jian1, ZHU Xiaocong1, TAO Guoliang1, and YAO Bin1, 2 1 The State Key Lab of Fluid Power Transmission and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China 2 School of Mechanical Engineering, Purdue University, Lafayette IN 47907, USA. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2009(03)
[9]开关先导型超高压气动减压阀原理与特性研究[J]. 王宣银,皮阳军,徐志鹏,余状. 浙江大学学报(工学版). 2008(06)
[10]气动高速开关阀动态压力特性仿真与试验研究[J]. 向忠,陶国良,谢建蔚,刘昊. 浙江大学学报(工学版). 2008(05)
博士论文
[1]气动高速开关阀关键技术研究[D]. 向忠.浙江大学 2010
[2]基于运动和压力独立控制的气动同步系统研究[D]. 曹剑.浙江大学 2009
硕士论文
[1]气压模拟系统级联控制研究[D]. 谭路.华中科技大学 2016
[2]气压模拟系统自调整模糊控制研究[D]. 毋迪.华中科技大学 2014
[3]开关阀控气缸模型及PWM控制系统的研究[D]. 孙佳.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3259701
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FESTOMHE2系列高速开关阀
中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 关阀的比例控制特性，Burrows[14-15]及 Goldstein[16]率先将合，进行气缸的位置、速度等控制研究，分析了气缸伺服身参数对其控制效果的影响，初步验证了 PWM 技术与高效果。针对气缸高精度位移控制，Varseveld[17]设计了 4 验证了考虑阀死区影响的脉宽控制策略可以使系统展现近验结果显示了系统的定位精度小于 0.21mm。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文5MPa 的气压输出。SorliM[23-24]系统性的分析了 ParkerP3P-R 比例压力阀建立了详细的数学模型，进行了比例压力阀控制气缸伺服位移跟踪研究弦压力信号的效果并不理想。高速开关阀作为气动伺服系统的控制元件，既可以使系统取得稳定的控精度，又不需要投入过多的成本和技术维护费用，因此被广泛应用在医制造领域。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速开关阀控气动位置伺服系统的自适应鲁棒控制[J]. 孟德远,陶国良,李艾民,李威. 机械工程学报. 2015(10)
[2]高空大气压力模拟系统自适应鲁棒控制[J]. 李罡,李宝仁,杜经民,毋迪. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(12)
[3]Lumped Parameter Mass Flow Rate and Pressure Control Characteristics Model for High-Speed Pneumatic PWM on/off Valve[J]. 向忠,胡旭东,刘昊,汝晶炜. Journal of Donghua University（English Edition）. 2014(03)
[4]近空间高超声速飞行器控制的几个科学问题研究[J]. 孙长银,穆朝絮,余瑶. 自动化学报. 2013(11)
[5]空间飞行器绕飞中控制系统的半实物仿真研究[J]. 马卫华,何勇. 中国电子科学研究院学报. 2013(02)
[6]PWM高速开关阀动态调节特性仿真研究[J]. 尤裕荣,袁洪滨,王春民,罗朝辉. 火箭推进. 2012(05)
[7]一类连续平滑滑模控制算法设计[J]. 范金锁,张合新,苏捷,张明宽. 弹箭与制导学报. 2011(06)
[8]Adaptive Robust Tracking Control of Pressure Trajectory Based on Kalman Filter[J]. CAO Jian1, ZHU Xiaocong1, TAO Guoliang1, and YAO Bin1, 2 1 The State Key Lab of Fluid Power Transmission and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China 2 School of Mechanical Engineering, Purdue University, Lafayette IN 47907, USA. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2009(03)
[9]开关先导型超高压气动减压阀原理与特性研究[J]. 王宣银,皮阳军,徐志鹏,余状. 浙江大学学报(工学版). 2008(06)
[10]气动高速开关阀动态压力特性仿真与试验研究[J]. 向忠,陶国良,谢建蔚,刘昊. 浙江大学学报(工学版). 2008(05)
博士论文
[1]气动高速开关阀关键技术研究[D]. 向忠.浙江大学 2010
[2]基于运动和压力独立控制的气动同步系统研究[D]. 曹剑.浙江大学 2009
硕士论文
[1]气压模拟系统级联控制研究[D]. 谭路.华中科技大学 2016
[2]气压模拟系统自调整模糊控制研究[D]. 毋迪.华中科技大学 2014
[3]开关阀控气缸模型及PWM控制系统的研究[D]. 孙佳.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3259701
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