【摘 要】
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由于气动同步伺服控制技术具有节能环保、安全可靠、效率高等特点,因此被广泛应用于智能机器人、自动化流水生产线以及医疗器械等领域。为了提高双气缸同步位置伺服控制系统的同步位置精度,本文用理论和实验相结合的方法对其进行研究。首先根据系统的工作原理选择了比较合适的主要元器件,搭建了双气缸同步位置伺服控制系统的实验平台。通过实验测试了比例方向控制阀的阀芯位移特性和压力特性。对气缸摩擦力进行了分析,采用Str
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由于气动同步伺服控制技术具有节能环保、安全可靠、效率高等特点,因此被广泛应用于智能机器人、自动化流水生产线以及医疗器械等领域。为了提高双气缸同步位置伺服控制系统的同步位置精度,本文用理论和实验相结合的方法对其进行研究。首先根据系统的工作原理选择了比较合适的主要元器件,搭建了双气缸同步位置伺服控制系统的实验平台。通过实验测试了比例方向控制阀的阀芯位移特性和压力特性。对气缸摩擦力进行了分析,采用Stribeck摩擦模型描述气缸的摩擦特性,通过实验测试,辨识得到了摩擦模型的参数,并采用基于改进遗传算法的摩擦补偿控制策略对气缸的摩擦力进行补偿,同时进行了实验对比验证。通过分析双气缸同步位置伺服控制系统中主要元器件的物理结构及内部气体的流动机理,推导出了系统的数学模型。通过实验平台进行实验测试,收集及记录系统的输入信号和输出信号。然后借助MATLAB软件,采用系统辨识策略去辨识系统的传递函数,并通过实验测试对比分析,验证了所得模型的准确性。为了提高双气缸同步位置伺服控制系统的同步位置精度,设计了主从方式闭环同步控制器。针对标准遗传算法在进化过程中存在的早熟和收敛速度慢等问题,在种群初始化阶段采用了精度更高、编码时间更少的实数编码方式;在适应度函数中增加了权重因子,并采用惩罚功能,能有效避免系统超调的出现,获得满意的动态特性;在交叉算子和变异算子操作中采用了能随适应度函数实时改变的自适应交叉、变异方式,避免了算法陷入局部最优解,从而提出了一种改进遗传算法同步控制策略,并将其和传统PID同步控制策略、遗传算法同步控制策略进行了实验对比分析,以验证其控制策略的有效性和可靠性。实验结果表明改进遗传算法同步控制策略能有效的提高系统的同步位置定位和跟踪精度,且基于该算法的摩擦补偿策略也具有更优越的性能,同时实验结果也验证了该同步控制策略的高效性和可靠性。图74幅,表11个,参考文献68篇。
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