一種新型電-氣復(fù)合執(zhí)行器的研究.pdf

1、電動(dòng)執(zhí)行器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位精度高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)負(fù)載質(zhì)量較大時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器的電機(jī)功率需要很大，意味著該電動(dòng)執(zhí)行器定位動(dòng)作時(shí)需要持續(xù)的供電，極大的耗費(fèi)電能。氣缸具有結(jié)構(gòu)安裝簡(jiǎn)單，性價(jià)比高。作為氣動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行器，氣動(dòng)力的輸出較大。但是氣缸作為氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)的執(zhí)行器，由于氣缸摩擦力等非線性因素的影響，導(dǎo)致氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)的定位精度不高。為解決氣動(dòng)伺服系統(tǒng)的定位精度不高的問題，大功率電動(dòng)執(zhí)行器耗費(fèi)電能的問題，本文研制一種新型電-氣復(fù)

2、合執(zhí)行器。電-氣復(fù)合執(zhí)行器將氣缸活塞桿和小功率電動(dòng)執(zhí)行器的輸出端剛性連接在一起。在垂直工況下，通過氣缸的力的輸出平衡負(fù)載的重力，當(dāng)電動(dòng)執(zhí)行器承受的壓力在電動(dòng)執(zhí)行器承載范圍內(nèi)，電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)氣缸的活塞桿和負(fù)載運(yùn)動(dòng)。復(fù)合執(zhí)行器中，電動(dòng)執(zhí)行器提供了位置與速度，氣缸提供了力的作用。
　　本文介紹了電動(dòng)執(zhí)行器的應(yīng)用現(xiàn)狀以及其相比于氣動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)氣動(dòng)力平衡系統(tǒng)、氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)以及如何減小氣缸摩擦力的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了整理綜述，同時(shí)對(duì)負(fù)載

3、可變的系統(tǒng)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。
　　介紹了電動(dòng)執(zhí)行器核心部件直流伺服電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括結(jié)構(gòu)原理、基本特性等。給出了精確簡(jiǎn)潔直流伺服電機(jī)的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)。通過直流伺服電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，電動(dòng)執(zhí)行器傳動(dòng)系統(tǒng)的模型，完成了直流伺服電動(dòng)執(zhí)行器模型的搭建，并進(jìn)行仿真分析，包括直流伺服電動(dòng)執(zhí)行器的啟動(dòng)特性、承載特性、抗干擾特性等。
　　設(shè)計(jì)了負(fù)載已知的電-氣復(fù)合執(zhí)行器控制器，分別對(duì)復(fù)合執(zhí)行器垂直上升、垂直下降、順序動(dòng)作等進(jìn)行仿真分析，通過仿

4、真結(jié)果對(duì)控制器進(jìn)行改進(jìn)，并通過改進(jìn)的控制器仿真實(shí)現(xiàn)了復(fù)合執(zhí)行器垂直上升、垂直下降、順序動(dòng)作等動(dòng)作的定位控制。
　　在負(fù)載已知的電-氣復(fù)合執(zhí)行器控制器的基礎(chǔ)上，繼續(xù)研究了負(fù)載未知的電-氣復(fù)合執(zhí)行器的。運(yùn)用設(shè)計(jì)的控制器，對(duì)負(fù)載質(zhì)量不確定的電-氣復(fù)合執(zhí)行器進(jìn)行了仿真研究，包括垂直上升、垂直下降、兩點(diǎn)動(dòng)作以及多點(diǎn)動(dòng)作的定位控制，實(shí)現(xiàn)了在負(fù)載質(zhì)量不確定的情況下，氣動(dòng)力平衡了負(fù)載的重力，電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)負(fù)載和氣缸活塞桿實(shí)現(xiàn)定位動(dòng)作。