气动伺服系统是典型的非线性系统,因气体的可压缩性及阀口流量的非线性等因素,传统的控制策略(如PID)的控制性能很难达到系统要求,对其实现高精度的压力控制尤为困难.针对比例流量阀及无摩擦气缸的气动伺服系统建立二阶数学模型,建模过程为控制算法提供一个大致精确的参考模型.之后,将自抗扰控制算法引入到伺服系统控制器设计中,并基于Labwindows CVI开发平台对该系统实现高精度压力控制.实验结果表明,相比较于传统PID控制器,自抗扰控制器具有控制精度高,响应速度快,抗干扰能力强等优点.

针对超精密垂直轴对无摩擦、高稳定性重力平衡系统的需求,本文设计了一种新式无摩擦气缸,并对气浮轴承的参数进行优化。首先,确定气浮轴承初始参数,据此建立基于ANSYS的有限元分析模型,将分析结果与工程计算、实验结果对比,验证仿真计算的可靠性。然后,利用该模型,采用响应面优化方法,得到不同节流孔布置下(对应最佳气膜厚度时)的承载力、耗气量、抗弯力矩,选定最优气膜参数。分析结果表明承载力与节流孔个数呈现非线性变化关系,承载力随节流孔数量增加快速上升后基本保持恒定。采用双排节流孔布置,可以较少的节流孔个数保证抗弯力矩。最后针对优化前后的气缸进行了实验测试,分析发现参数优化后承载力提升约7.7%,抗弯力矩提升约15.7%。本文提出的基于响应面优化的气浮轴承参数优化设计高效可行,优化设计的新式气浮无摩擦气缸能够满...

由于普通气缸摩擦力存在时变性和不确定性,故其摩擦力无法准确获取,难以实现气缸高精度的力伺服控制。基于静压气体润滑原理并结合空气轴承结构,构建了一种带有环形卸压槽的新型双作用气浮无摩擦气缸,实现了气缸活塞与缸筒内壁间的非接触无摩擦。该气缸的气浮活塞具有独立供气的特点,解决了传统气浮气缸往复运动过程中两腔气压变化时气浮活塞承载力不够而引起的活塞与缸筒接触产生摩擦的问题。采用Fluent软件仿真分析了偏心量、节流孔径、气膜厚度等因素对气浮活塞径向承载力和耗气量的影响,得出了多种气膜厚度下最优的气浮活塞节流孔径;研究了偏心量、供气压力对此最优节流孔径的影响,发现了其随偏心量增大而减小、随供气压力增大而增大的规律;开展了不同工况下活塞-活塞杆组件在缸筒中非接触无摩擦运动时的受力情况分析,得...