發(fā)布時(shí)間：2020-06-05 22:27

【摘要】：氣動(dòng)技術(shù)以其傳動(dòng)速度快、無污染等顯著優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)生產(chǎn)的許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,氣動(dòng)技術(shù)已成為現(xiàn)代控制中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一。但由于氣動(dòng)系統(tǒng)固有的強(qiáng)非線性、固有頻率低等缺點(diǎn),使得控制精度和穩(wěn)定性難以達(dá)到理想的控制效果,限制其進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。因此,對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究,采取合適的控制策略,提高氣動(dòng)系統(tǒng)的定位精度,具有重要的研究價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先根據(jù)氣體特性,依據(jù)氣體熱力學(xué)理論,經(jīng)合理的假設(shè)和推導(dǎo),建立以無桿氣缸和氣動(dòng)伺服閥構(gòu)成的氣動(dòng)伺服位置控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并通過計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真技術(shù)對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行分析和研究。在此基礎(chǔ)上,對(duì)氣動(dòng)伺服位置控制系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)控制策略的研究。由于系統(tǒng)具有嚴(yán)重的非線性,采用經(jīng)典控制方法(PID控制)難以獲得理想的控制效果,從而引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、非線性映射等特點(diǎn),設(shè)計(jì)出BP-PID-RBF的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器,并進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明,這種控制策略,能明顯地改善系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能,可以實(shí)現(xiàn)氣缸活塞全行程任意位置上的精確定位,定位精度高、響應(yīng)快、跟蹤效果好。并且從根本上解決了PID控制器參數(shù)選取難的問題,也從根本上彌補(bǔ)了系統(tǒng)在建模時(shí)忽略摩擦力引起的數(shù)學(xué)模型不準(zhǔn)確的缺陷。
【圖文】：

2.1氣動(dòng)伺服位置控制系統(tǒng)的機(jī)械組成本文研究的氣動(dòng)伺服位置控制系統(tǒng)是從德國博世力士樂公司引進(jìn)的三軸氣動(dòng)機(jī)械手。其實(shí)物如圖2.1所示。圖2.1三軸氣動(dòng)機(jī)械手實(shí)物圖l一軸缸體2.y軸滑架3.y軸缸體4.x軸缸體該機(jī)械手由氣源裝置、氣動(dòng)伺服位置NC直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器和檢測裝置等組成。所有功能單元(如伺服閥、動(dòng)力源、測量系統(tǒng))集為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，使系統(tǒng)具有安裝方便、易操作等優(yōu)點(diǎn)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖2.2所示。該控制系統(tǒng)工作原理是計(jì)算機(jī)發(fā)出指令信號(hào)，，經(jīng)控制器DA/轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，用于控制伺服閥，通過伺服閥改變進(jìn)入執(zhí)行元件(無桿氣缸)容腔內(nèi)壓縮空氣的壓力、流量來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。側(cè)量系統(tǒng)將測量到的數(shù)據(jù)反饋到控制器，使輸入信號(hào)與氣缸位移反饋信號(hào)之差減小并趨于零，從而實(shí)現(xiàn)氣缸位移對(duì)輸入信號(hào)的跟蹤。

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文本伺服位置控制系統(tǒng)的側(cè)量系統(tǒng)如圖2.8所示。測量系統(tǒng)的主要部分是增量式直線型光柵編碼傳感器，用于檢測線性位移。其工作原理是，光源發(fā)出的光經(jīng)處理后獲得平行光照射在主刻度線3上，形成莫爾條紋，莫爾條紋信號(hào)用光電接收元件接收，根據(jù)光信號(hào)的強(qiáng)弱變化，光電元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。該傳感器具有很高的精度，其誤差可控制在.02一.04產(chǎn)m/m內(nèi)，精度為oj~3腳八5儀儷m，分辨率可做到.01召m，允許計(jì)數(shù)速度為Zoom用/:。就信號(hào)傳遞而言
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TH138

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 胡萬強(qiáng);王紅玲;吳張永;宋利國;;氣動(dòng)伺服機(jī)械手的預(yù)測模糊自整定PID控制研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2009年01期

2 陳向偉;韓青;;飛灰測碳在線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真[J];機(jī)床與液壓;2013年10期

3 陳向偉;韓青;張學(xué)進(jìn);;飛灰測碳在線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)及仿真[J];液壓與氣動(dòng);2012年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 李慶;氣動(dòng)機(jī)械手速度伺服控制系統(tǒng)的研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

2 張宗成;壓電式氣動(dòng)伺服閥的特性研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

3 郭旭東;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空間目標(biāo)軌跡跟蹤系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

4 邵曉光;氣動(dòng)機(jī)械手夾持力的控制系統(tǒng)研究[D];昆明理工大學(xué);2008年

5 曾浩;基于迭代學(xué)習(xí)理論的氣動(dòng)機(jī)械手速度控制研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2698712