低摩擦快速平衡卸荷模糊控制精密伺服系統(tǒng).pdf

1、在超精密加工領(lǐng)域，垂直運(yùn)動(dòng)組件比較重，雖然可被現(xiàn)有平衡裝置進(jìn)行重力平衡，但是在被平衡之后，運(yùn)動(dòng)阻力仍然較大，還是會(huì)引起驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過流效應(yīng)，進(jìn)而影響到機(jī)床的穩(wěn)定性和定位精度。因此，在機(jī)床的設(shè)計(jì)中如何平衡掉垂直運(yùn)動(dòng)組件的重力，以此減少被平衡之后的驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而滿足其速度和加速度要求，并提高其定位精度，這對(duì)于保障機(jī)床穩(wěn)定性及精度的保持都有很大的意義。本文以超精密機(jī)床垂直運(yùn)動(dòng)部件的重力平衡系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　

2、1.根據(jù)超精密機(jī)床的工作特性等因素，選擇利用氣壓傳動(dòng)來構(gòu)建垂直運(yùn)動(dòng)部件的重力平衡系統(tǒng)。用一個(gè)簡單的氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠砟M氣動(dòng)平衡系統(tǒng)在超精密機(jī)床上的使用，提出了無摩擦氣缸和密封氣腔實(shí)時(shí)精密恒壓控制兩大關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。
　　2.根據(jù)氣動(dòng)平衡系統(tǒng)所涉及到的相關(guān)氣動(dòng)技術(shù)，對(duì)低摩擦氣缸、氣動(dòng)比例伺服閥、壓力伺服控制系統(tǒng)和控制策略這四個(gè)方面進(jìn)行了比較分析。
　　3.通過研究低摩擦氣缸的發(fā)展，結(jié)合氣體潤滑理論，并依據(jù)氣缸的基本結(jié)構(gòu)，提出了一種

3、全方位、全工況氣體懸浮支撐的無摩擦快速響應(yīng)平衡裝置。該裝置利用柔性環(huán)節(jié)，結(jié)合錐面、球面墊圈對(duì)試件進(jìn)行重力平衡，更賦予了其獨(dú)一無二的偏心自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。并對(duì)該裝置進(jìn)行了理論參數(shù)設(shè)計(jì)分析，為之后的結(jié)構(gòu)仿真參數(shù)優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ)。
　　4.通過研究氣動(dòng)伺服控制理論，提出用智能模糊PID算法對(duì)無摩擦快速響應(yīng)平衡裝置的密封氣腔進(jìn)行實(shí)時(shí)精密恒壓控制。為減少研發(fā)周期和成本，本課題選取了基于智能模糊PID控制器工作的精密比例伺服閥。
　　5.根

4、據(jù)氣壓傳動(dòng)的基本理論和電氣比例閥優(yōu)秀的工作特性，結(jié)合無摩擦快速響應(yīng)平衡裝置的工作需求，研究提出了一種精密氣壓平衡卸荷伺服氣動(dòng)系統(tǒng)，并從理論上分析了該氣動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)越的工作性能。
　　6.研究智能模糊PID控制器的工作原理和設(shè)計(jì)方法，通過對(duì)氣動(dòng)回路的工作機(jī)制進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)智能模糊PID控制相對(duì)于PID控制的優(yōu)越性，從側(cè)面證明了該氣動(dòng)平衡系統(tǒng)對(duì)氣缸氣腔進(jìn)行實(shí)時(shí)精密恒壓控制出色的工作特性。
　　7.對(duì)無摩擦快速響應(yīng)平衡裝置的基本