基于高速開關(guān)閥的氣動(dòng)高精度運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、氣動(dòng)高速開關(guān)閥因成本低、抗污染能力強(qiáng)、重復(fù)精度高、功率質(zhì)量比大以及切換迅速等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。近年來，伴隨數(shù)字技術(shù)及集成電路的發(fā)展，氣動(dòng)高速開關(guān)閥在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用范圍也由傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單開環(huán)控制系統(tǒng)向伺服控制系統(tǒng)中拓展。然而由于氣動(dòng)系統(tǒng)的固有特性，比如氣體可壓縮性和非線性，以及高速開關(guān)閥的非連續(xù)性輸出等，使得基于高速開關(guān)閥的氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)（本文簡(jiǎn)稱氣動(dòng)開關(guān)伺服控制系統(tǒng)）的控制精度與其他伺服控制方式相比，特別在以軌跡跟蹤

2、為代表的運(yùn)動(dòng)控制方面差距較大。對(duì)氣動(dòng)開關(guān)伺服控制系統(tǒng)特性及其控制策略進(jìn)行深入研究，提高其運(yùn)動(dòng)控制精度，對(duì)于促進(jìn)高速開關(guān)閥在氣動(dòng)伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，降低氣動(dòng)伺服系統(tǒng)成本及能耗具有重要的意義。
　　本論文對(duì)氣動(dòng)開關(guān)伺服控制系統(tǒng)相關(guān)的高速開關(guān)閥PWM控制流量特性、系統(tǒng)建模、高精度非線性控制策略實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，有效地提高了氣動(dòng)開關(guān)伺服控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制精度。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分:
　　第一，分析了高速開關(guān)閥工

3、作特點(diǎn)，提出了一種多路輸出PWM高速開關(guān)閥驅(qū)動(dòng)電路，并使用高精度氣體流量測(cè)試平臺(tái)對(duì)PWM控制下高速開關(guān)閥的流量特性進(jìn)行了研究。
　　第二，詳細(xì)推導(dǎo)了基于高速開關(guān)閥的氣缸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行了研究。利用Simulink工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，通過對(duì)比開環(huán)系統(tǒng)在正弦信號(hào)激勵(lì)下的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性。
　　第三，對(duì)適用于氣動(dòng)開關(guān)伺服控制系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了分析討論，實(shí)現(xiàn)了滑?？刂?、反步法控制和