氣動伺服位置控制

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 氣動位置伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 2
1.3 氣動位置伺服系統(tǒng)關(guān)鍵元件 4
1.3.1 控制元件 4
1.3.2 執(zhí)行元件 9
1.4 系統(tǒng)基本特性和建模 14
1.4.1 建模方法 14
1.4.2 氣體通過閥口的流動方程 15
1.4.3 氣缸腔內(nèi)熱力學(xué)過程 19
1.4.4 氣缸的摩擦力特性 22
1.4.5 其他方面的建模研究 23
1.5 氣動伺服位置控制策略的研究現(xiàn)狀 24
1.5.1 改進后的線性控制策略 25
1.5.2 非線性魯棒控制 29
1.6 氣動同步系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 36
第2章 氣動位置伺服系統(tǒng)建模 40
2.1 系統(tǒng)模型概述 40
2.2 氣動位置伺服系統(tǒng)的試驗裝置 41
2.3 氣動位置伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 43
2.3.1 氣缸的運動學(xué)方程和壓力微分方程 43
2.3.2 比例方向控制閥的模型 47
2.4 基于LuGre模型的氣缸摩擦力特性研究 50
2.4.1 氣缸LuGre摩擦模型 50
2.4.2 氣缸LuGre摩擦模型參數(shù)辨識方法及試驗裝置 51
2.4.3 模型參數(shù)的辨識及氣缸腔內(nèi)壓力對摩擦特性的影響 53
2.4.4 氣缸LuGre摩擦模型驗證 57
第3章 氣動位置伺服系統(tǒng)的自適應(yīng)魯棒控制研究 59
3.1 控制難點 59
3.2 魯棒自適應(yīng)控制 61
3.2.1 步驟1 61
3.2.2 步驟2 62
3.2.3 步驟3 64
3.3 確定性魯棒控制 64
3.3.1 步驟1 64
3.3.2 步驟2 65
3.3.3 步驟3 67
3.4 自適應(yīng)魯棒控制 67
3.4.1 非連續(xù)投影式參數(shù)自適應(yīng)律 68
3.4.2 在線參數(shù)估計算法設(shè)計 68
3.4.3 自適應(yīng)魯棒控制器設(shè)計 70
3.4.4 期望運動軌跡初始化 74
3.5 試驗研究 74
3.5.1 控制器參數(shù)和性能指標(biāo) 74
3.5.2 正弦軌跡跟蹤 75
3.5.3 光滑階躍軌跡跟蹤 79
3.5.4 魯棒性能測試 82
3.5.5 隨機軌跡跟蹤 85
第4章 氣動位置伺服系統(tǒng)的高精度運動軌跡跟蹤控制研究 88
4.1 進一步提高控制精度需解決的問題 88
4.2 直接/間接集成自適應(yīng)魯棒控制 89
4.2.1 直接/間接集成自適應(yīng)魯棒控制器設(shè)計 90
4.2.2 試驗研究 94
4.3 比例方向閥死區(qū)補償研究 101
4.3.1 問題闡述 101
4.3.2 在線參數(shù)估計算法設(shè)計 104
4.3.3 含死區(qū)補償?shù)闹苯?間接集成自適應(yīng)魯棒控制器設(shè)計 105
4.3.4 試驗研究 108
4.4 基于LuGre模型的氣缸摩擦力補償研究 111
4.4.1 問題闡述 111
4.4.2 控制器設(shè)計 112
4.4.3 在線參數(shù)估計算法設(shè)計 117
4.4.4 試驗研究 119
第5章 基于交叉耦合方法的自適應(yīng)魯棒氣動同步控制研究 125
5.1 同步控制策略概述 125
5.2 雙氣缸簡易自適應(yīng)魯棒同步控制 126
5.2.1 同步控制器設(shè)計 128
5.2.2 參數(shù)估計算法設(shè)計 133
5.2.3 試驗研究 134
5.3 高精度氣動同步控制 138
5.3.1 控制器設(shè)計 139
5.3.2 高精度氣動同步控制試驗研究 146
第6章 兩軸氣動平臺的協(xié)調(diào)控制策略研究 156
6.1 輪廓運動控制概述 156
6.2 兩軸氣動平臺的數(shù)學(xué)模型 157
6.3 自適應(yīng)魯棒輪廓運動控制 161
6.3.1 問題闡述 161
6.3.2 參數(shù)估計算法設(shè)計 162
6.3.3 輪廓運動控制器設(shè)計 163
6.4 試驗研究 168
第7章 后記 172
參考文獻 175
索引 190