氣動直角型復(fù)合運(yùn)動平臺定位控制研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、氣動系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡單、干凈無污染、性價比高以及操作可靠等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事以及衛(wèi)生醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。但是,氣體的可壓縮性與氣動元件的非線性特性為氣動系統(tǒng)的高精確控制帶來很大的挑戰(zhàn)。如何實(shí)現(xiàn)氣動系統(tǒng)的高精確控制成為當(dāng)代研究熱點(diǎn)之一。在眾多氣動系統(tǒng)中,閥控缸系統(tǒng)作為一種典型的氣動系統(tǒng)得到了廣泛的研究。但在氣缸高精度定位方面還需要進(jìn)一步提高。對此,本文搭建了氣動直角型復(fù)合運(yùn)動平臺,采用自抗擾控制算法對無桿氣缸的高精度定位問題進(jìn)行了

2、研究。
  首先,為完成氣動實(shí)驗(yàn)平臺的整體運(yùn)動過程,需設(shè)計被控模塊的移動規(guī)則。通過攝像頭采集被控模塊圖像,經(jīng)過目標(biāo)提取、顏色識別等操作,辨識出每一個模塊的顏色。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計基于圖像處理被控模塊歸位算法。
  其次,針對無桿氣缸系統(tǒng)存在的強(qiáng)非線性問題,建立了簡化的閥控缸系統(tǒng)模型,并采用自抗擾控制算法研究無桿氣缸的定位問題。并采用自穩(wěn)定域理論與李雅普諾夫穩(wěn)定方法論證了該算法的有效性。其中,自抗擾控制算法中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測器可以

3、實(shí)時估計無桿氣缸系統(tǒng)中的非線性部分及綜合擾動。將此估計量反饋到非線性控制器中可以有效地補(bǔ)償系統(tǒng)非線性與擾動的影響。最后,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對于給定200mm的階躍信號,可實(shí)現(xiàn)0.05mm高精度定位。
  最后,采用單純的自抗擾控制算法實(shí)現(xiàn)了無桿氣缸的高精度定位。但是,也存在系統(tǒng)響應(yīng)滯后和響應(yīng)速度慢的問題。因此,基于Backstepping思想,設(shè)計了一種帶壓強(qiáng)反饋的控制器提高無杠氣缸的響應(yīng)速度。同時,沿用之前設(shè)計的非線性誤差反饋控制器

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