气动伺服定位技术VIP免费

气动伺服定位技术刘雷515101001453气动伺服定位技术起源发展现状气动伺服定位技术气动伺服系统一般由控制器、电-气控制元件、气动执行元件和反馈器件（传感器）组成。控制器一般指计算机或可编程控制器等器件；电-气控制元件为电气比例阀、电气伺服阀和电气开关阀；气动执行元件一般包括气缸、气爪和人工肌肉等；反馈器件一般指位移传感器、加速度传感器等。气动伺服定位技术---起源早期的气动伺服技术是在二十世纪五十年代后期由Shearer等人在美国麻省理工学院开始研究的，并将其应用于航天飞行器的姿态控制和飞行稳定性控制中，这为后来的研究与开发奠定了基础。但当时的气动伺服系统大都采用机械控制方式，将最终输出量转化为机械弹簧位移或气压信号，然后反馈至调节气阀，实现对输出量的连续控制。这些系统的最大缺点是结构复杂，控制精度低，在高频响应的闭环系统中，执行器位置的稳定性很难控制。而且受当时的技术水平等条件所限，气动伺服系统只能应用于工作介质为高温高压的条件下。一旦以工业应用中的低压气源（低于10bar）为工作介质，气动伺服系统就暴露出阻尼小、固有频率低、刚度差和严重非线性等弱点。利用传统的控制方法和理论很难达到理想的控制效果。因此，在六、七十年代，液压伺服技术得到蓬勃发展的时候，气压伺服技术却滞止不前，进展缓慢。后来，现代控制理论的发展，为气动伺服技术的研究奠定了崭新的理论基础。1979年，西德Aachen.R.W工业大学成功研制出世界上第一台气动伺服阀，使气动伺服控制技术进入了一个全新的发展阶段[4]。气动伺服定位技术---发展八十年代以后，由于微电子技术和现代控制理论的迅速发展，电子技术已渗透到工业的各个领域，各种性能优良的电气控制元件不断出现，为气动技术的进一步发展创造了良好的条件。国外著名的气动元件公司，如德国的Festo、Bosch和日本的SMC等公司先后研制出电气比例阀、电气伺服阀和高速开关阀，并利用现场总线技术、PLC控制器及计算机技术，使得各种新型的控制方式（开关控制、PWM控制、PCM控制）得以发展，气动伺服技术出现蓬勃发展的良好新局面。气动伺服控制的应用领域也从过去的矿山机械、机床、化工等行业扩展到自动加工、自动装配和包装、工业机器人、太空和海洋探索等领域。气动伺服定位技术---现状可以使用神经网络与PID控制并行组成控制器，利用神经网络的自学习功能，在线调整增益系数，抑制因参数变化等对系统性能造成的影响。也可以使用各种现代控制理论，如最优控制、鲁棒控制、控制等来设计控制器，构成具有鲁棒性较强的控制系统。目前应用现代控制理论来控制气缸活塞位移和力的研究相当活跃，并取得了一定的研究成果。日本Okayama大学的T.Noritsugu教授和M.Takaiwa博士研究了基于压力控制的气动位置伺服系统的鲁棒控制，并指出要提高系统的控制特性，压力控制是不可缺少的。该研究将气缸的两腔压力信号引入控制器，并在控制器中设置了一个扰动观测器以提高系统的压力响应，减少摩擦力变化和系统参数变化的影响，系统的鲁棒性有了显著的提高。谢谢！