针对服务型机器人对系统的柔性、安全性提出的高要求,开展了气压驱动轻量型机械臂的伺服控制系统和碰撞检测方法研究。设计制作了二自由度轻量型机械臂样机,建立了机械臂的运动学和动力学方程,对系统的摩擦力矩进行了辨识。采用PID与加速度反馈和摩擦力前馈补偿控制策略,解决了机械臂关节旋转过程中的低速爬行问题。研究了基于被动柔顺控制和动力学方程的碰撞检测方法,实现了机械臂的防碰撞功能,提高了系统的安全性。通过对实验样机的试验测试,验证了机械臂的位置伺服控制策略和碰撞检测方法的有效性。

针对临床供氧需求,提出一种基于气动伺服控制技术的氧气系统仿真分析方法。根据呼吸机工作原理选取气动伺服阀作为执行元件,通过特性测试试验得到其稳态、动态特性参数。基于此设计总体方案,对氧气调压系统内各个模块进行建模分析,并搭建Simulink控制仿真平台。仿真结果表明:该方法对于研究氧气调压系统有一定的工程应用参考价值。

非常高兴有机会介绍我们团队关于"高速气动控制的核心基础件及其实践"的内容,欢迎大家就"高速气动控制"进行交流。今天主要介绍2个主题,第一是气动伺服控制的由来;第二是高速气动控制的核心基础件与实践。介绍3~4个高速气动控制的案例,包括超高压的、高速控制的案例。

对于气动伺服系统的实时反馈控制，流通截面在控制过程中是变化的，而目前常用的阀口稳态流量公式是流通截面在实验过程中保持不变的气动元件，且气体在元件内部的流动是定常流动。为了寻找一种便于非线性控制器设计的质量流量公式，保持公式分段函数连续性与可导性，该文通过对圣维南质量流量公式的流量系数进行参数线性化与对临界压力比进行修正，提出了一种改进型气体质量流量公式。将实际的压力微分与由质量流量公式计算所得的压力微分进行对比十分吻合，试验结果表明了所提出改进型气体质量流量计算公式的有效性。

为获得气动伺服系统比较精确的模型参数,有必要对中位电压、固定容积和泄漏流量进行参数辨识.根据相同控制电压下端口A和端口B的稳定压力不同的物理现象,通过2条压力稳定比值曲线求取偏移量的最小值来获得比例阀的中位电压;根据无杆气缸始端和末端的压力响应曲线不同但稳定压力相同的物理现象,通过压力相同则泄漏的质量流量相同来求取无杆气缸的固定容积;同时,为描述阀口开启交界处的快变的质量流量且克服泄漏流量公式与阀口质量流量公式的不连续问题,将泄漏流量转化为一种泄漏面积意义的拟合.试验表明,上述结构参数和特性参数的辨识,减小了模型不确定,提高了自适应鲁棒控制器的控制精度且控制量非常光滑.

磁流变流体的流变机理和磁流变流体的应用是目前各国学者研究的热门话题，介绍了磁流变流体在人造膝关节和气动伺服控制中的两种新应用。

针对气动伺服点焊焊枪与传统气动焊枪在焊接不同阶段的技术特性进行对比分析。相比于传统气动焊枪气动伺服焊枪在焊枪闭合渐进阶段可以对电极进行缓冲控制实现电极对工件的软接触提高焊接质量和电极寿命;在焊接加压阶段电极力响应速度快同时电极力能够快速调节满足焊接过程对变电极力的要求。实验结果表明：气动伺服点焊焊枪相对于传统气动焊枪具有一定的优势具有广阔的应用前景。