氣缸摩擦力測(cè)試系統(tǒng)LuGre模型參數(shù)辨識(shí)碩士論文

1、基于LuGre摩擦模型的氣缸摩擦力實(shí)驗(yàn)研究【摘要】 氣缸作為氣動(dòng)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)中。近年來(lái),隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,氣動(dòng)技術(shù)與微電子技術(shù)相結(jié)合,氣動(dòng)伺服系統(tǒng),特別是氣缸位置伺服控制系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,以滿足工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)控制要求。然而,氣動(dòng)系統(tǒng)本身有不少不利于精確控制的弱點(diǎn),其剛度比較差,非線性強(qiáng)。氣缸的摩擦力特性,特別是低速狀態(tài)下的摩擦力特性是影響其非線性的最主要因素之一,研究并掌握其特性對(duì)于更精確的伺服控制和爬行預(yù)測(cè)具有重要意義。對(duì)此,本課題綜觀國(guó)內(nèi)外氣缸摩擦力研究現(xiàn)狀,在分析比較各種摩擦力模型和簡(jiǎn)要分析氣缸摩擦力影響因素的

2、基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室原有條件建立基于伺服電機(jī)的被動(dòng)式氣缸摩擦力測(cè)試臺(tái),實(shí)現(xiàn)被測(cè)氣缸兩腔氣壓與速度的獨(dú)立控制。并以一無(wú)桿氣缸和一單出桿氣缸為例對(duì)其在不同氣壓、速度下的摩擦力進(jìn)行測(cè)試分析,提出基于LuGre摩擦模型的各個(gè)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)參數(shù)辨識(shí)和建模方法,并進(jìn)一步研究供氣壓力和兩腔壓差對(duì)各個(gè)參數(shù)的影響,得出給定工作壓力下被測(cè)氣缸的摩擦力模型。最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)于如何合理、有效率地測(cè)量和描述氣缸摩擦力特性,提出了自己的一些有益建議。本論文主要分為四個(gè)章節(jié)：第一. 更多還原【Abstract】 Recently with the rapid development of microelectron

3、ics technology, the pneumatic servo system, especially the pneumatic position servo control system, has become more and more widespread application in many industrial fields. However, the pneumatic servo systems have many disadvantages to be overcome. For example, they have very low stiffness, inher

4、ently non-linear behavior and low damping, which cause difficulties to precise control. Among these, the most complex non-linearity in pneumatic pos. 更多還原 【關(guān)鍵詞】 氣缸； 摩擦力； 測(cè)試系統(tǒng)； LuGre模型； 參數(shù)辨識(shí)； 【Key words】 Pneumatic cylinder； Friction； testing system； LuGre model； Parameters identification； 致謝 4-5

5、 摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 目錄 8-11 1 緒論 11-16 1.1 引言 11 1.2 氣缸摩擦力研究現(xiàn)狀 11-14 1.2.1 氣缸摩擦力概述 11-12 1.2.2 氣缸摩擦力特性研究現(xiàn)狀 12-14 1.3 研究意義和研究?jī)?nèi)容 14-16 1.3.1 研究意義 14-15 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容 15-16 2 摩擦力機(jī)理分析 16-27 2.1 摩擦現(xiàn)象 16-18 2.2 摩擦力模型簡(jiǎn)介 18-24 2.2.1 靜態(tài)模型 19-20 2.2.2 動(dòng)態(tài)模型 20-24 2.2.3 摩擦力模型小結(jié) 24 2.3 氣缸摩擦力影響因素分析 24-26 2.4 本章小結(jié)

6、 26-27 3 氣缸摩擦力測(cè)試方法及測(cè)試臺(tái)的設(shè)計(jì)和搭建 27-43 3.1 氣缸摩擦力常見(jiàn)測(cè)試方法 27-29 3.2 基于電伺服驅(qū)動(dòng)的氣缸摩擦力測(cè)試方法及測(cè)試臺(tái)方案 29-30 3.3 測(cè)試臺(tái)的組成 30-32 3.3.1 氣缸運(yùn)動(dòng)控制部件 30 3.3.2 氣缸壓力控制部件 30 3.3.3 力與位移檢測(cè)部件 30-31 3.3.4 計(jì)算機(jī)接口部件 31 3.3.5 測(cè)試系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu) 31-32 3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 32-42 3.4.1 軟件需求分析 32-33 3.4.2 軟件功能模塊及界面 33-36 3.4.3 關(guān)鍵技術(shù)功能的實(shí)現(xiàn) 36-42 3.4.3.1 數(shù)據(jù)采集方式 36

7、-37 3.4.3.2 線程采集和處理 37-39 3.4.3.3 數(shù)字濾波 39-40 3.4.3.4 批處理測(cè)試 40-42 3.4 本章小結(jié) 42-43 4 氣缸摩擦力實(shí)驗(yàn)研究 43-69 4.1 穩(wěn)態(tài)動(dòng)摩擦力測(cè)試方法研究 44-50 4.1.1 常規(guī)測(cè)試方法存在的問(wèn)題 44-46 4.1.2 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 46-49 4.1.3 穩(wěn)態(tài)摩擦力測(cè)試改進(jìn)方法 49-50 4.2 氣缸的LuGre摩擦力模型參數(shù)辨識(shí)方法 50-53 4.2.1 靜態(tài)參數(shù)的辨識(shí) 50-52 4.2.2 動(dòng)態(tài)參數(shù)的辨識(shí) 52-53 4.3 氣壓對(duì)LuGre摩擦力模型的影響 53-67 4.3.1 氣壓對(duì)靜態(tài)參

8、數(shù)的影響 54-61 4.3.1.1 工作壓力對(duì)靜態(tài)參數(shù)的影響 54-57 4.3.1.2 壓差對(duì)靜態(tài)參數(shù)的影響 57-61 4.3.2 氣壓對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響 61-65 4.3.2.1 工作壓力對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響 61-63 4.3.2.2 壓差對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響 63-65 4.3.3 摩擦力完整模型及其驗(yàn)證 65-67 4.3.3.1 摩擦力完整模型 65-66 4.3.3.2 摩擦力靜態(tài)模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 66-67 4.4 氣缸摩擦力測(cè)試規(guī)范方法 67-68 4.5 本章小結(jié) 68-69 5 總結(jié)與展望 69-71 5.1 總結(jié) 69-70 5.2 展望 70-71 參考文獻(xiàn)【索購(gòu)全文】Q聯(lián)系Q：138113721 Q聯(lián)系Q