發(fā)布時間：2020-07-12 22:48

【摘要】：氣動系統的輸出力由氣體壓力產生,其本質是壓力控制。由于氣體的可壓縮性、氣體泄露以及系統摩擦力等因素影響,使氣動系統成為復雜的非線性系統,傳統控制方法對其控制效果不理想。因此,實現非線性氣動系統的快速響應和穩(wěn)態(tài)跟蹤的恒壓控制成為了研究重點。目前,研究主要集中在無摩擦氣缸、高精度控制閥以及氣動系統控制算法三個方面。壓力控制算法是本文研究重點,主要研究內容如下:(1)氣動系統建模與仿真。根據無摩擦氣缸和比例控制閥結構原理分別對其進行數學建模,進而建立氣動系統模型。利用MATLAB建立仿真模型,并對氣源壓力和溫度、儲氣罐容積以及管路長度和直徑進行系統影響因素仿真分析。(2)氣動系統實驗平臺搭建。依據氣動系統的結構原理進行實驗平臺的搭建,包括實驗平臺總體設計、關鍵元器件的選型、軟件設計中的數據采集卡驅動編寫、上位機軟件用戶界面交互設計以及CVI與MATLAB的混合編程設計。(3)大腦情感學習算法及其改進。大腦情感學習控制器(Brain Emotion Learning Controller,BELC)在非線性系統控制中,表現出較強的快速響應能力和系統魯棒性。結合氣動系統非線性和BELC特性對BELC算法進行改進。采用模糊控制對BELC權值學習率進行在線調節(jié),克服系統參數時變和建模不確定的影響。并對BELC及其改進算法進行仿真分析。(4)壓力控制算法實驗研究。分別采用PID、BELC及其改進算法進行階躍響應、階躍擾動和正弦跟蹤實驗。實驗表明,BELC改進算法較PID在響應速度和穩(wěn)態(tài)精度上有明顯提高。穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)定在400Pa-550Pa之間,較PID降低了70%以上。存在擾動時,穩(wěn)態(tài)時間降低了30%以上,BELC改進算法具有更強的魯棒性。在動態(tài)跟蹤中,幅值變化和相位滯后小,跟蹤效果更好。綜上研究表明了BELC算法改進方案的可行性和BELC改進算法在氣動控制方面的良好適應能力和控制優(yōu)勢。
【學位授予單位】：北京石油化工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH138;TP273
【圖文】：

北京石油化工學院專業(yè)學位碩士學位論文系統國內外研究現狀摩擦氣缸研究現狀為氣動系統的執(zhí)行機構，其性能的好壞直接決定氣動系活塞之間的摩擦阻力會影響到氣缸的控制精度，特別是在阻力影響對氣缸控制的影響更為明顯，容易出現爬行現象力，提高系統控制精度，國內外研究人員進行了大量的統氣缸由于產品受設計理念的限制，一般會通過提高氣用摩擦系數較小的密封材料和密封形式，使用潤滑效果擦力。如日本的 SMC 旗下的 CJ2Q 系列的氣缸通過使用和新的雙向密封形式降低了工作摩擦力和啟動壓力，使線性運動[5]。隨著材料科學研究的不斷深入，新型材料提供了可能。

第一章 緒論擦力明顯降低，其摩擦阻力僅相當于傳統橡膠密封的 1/4年，浙江大學路波等人[10]根據提出一種基于非支配排序遺，該設計方法優(yōu)化了氣浮式無摩擦氣缸的工作性能，優(yōu)顯降低，氣體泄漏量也得以減小。朱曉等人[11]針對該氣缸只能垂直安裝和單向工作的不足提出新型設計，將氣缸活塞作為氣體軸承的一部分，設對均壓腔的設計進行了參數優(yōu)化。仿真實驗表明，該設向承載能力和氣缸的穩(wěn)定性。

北京石油化工學院專業(yè)學位碩士學位論文高的性價比[15]。比例閥輸入的電信號與轉換為氣體壓力的變化，分為比例壓力閥和比例流量閥[16]。，韓國 Sonam 等人[17]提出并設計了一種新型的壓電式比電模塊有效提高了比例閥的響應速度和控制精度，輸入信號的線性度優(yōu)于傳統電磁閥。寬調制控制技術的發(fā)展，許多學者開始將其應用到電，伊朗研究人員針對脈寬調制控制的氣動回路做了輸入立的數學模型驗證了脈寬調制技術對氣動回路良好的控制司根據脈寬調制技術研發(fā)出了 ITV 系列比例壓力閥，滿量了 0.2%。其他公司如瑞士 PARKER 公司的 EPP4 系列的調制技術設計的。但由于該閥采用高頻開關對氣體進行用壽命上都存在不足[18]。

【參考文獻】

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本文編號：2752588