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闭式静压气浮导轨,以气体为润滑剂支撑的导轨,具有高承载力、高刚度、无摩擦、高速度、高精度、无污染等优点,在精密机械中得到广泛的应用。直接驱动进给技术将输出的力直接作用于最终定位装置(工作台),取消源动力到工作台之间的传动环节,能够极大的提高了加工效率和加工精度。气浮工作台配以直线电机直接驱动大大提高机床的加工能力,适应了高精密和高速度装备的发展需要,成为高精密和高速度技术研究的一个热点。对于直线驱动式高速精密静压气浮平台要求有很高的位置精度、较大的运行速度,并且能稳定运行,而气浮导轨结构和运动控制性能是影响气浮平台定位性能、速度加速度运动特性、稳定性的关键因素。气浮导轨作为气浮平台系统关键部件,其承载能力、刚度、稳定性与导轨结构,如节流孔直径、节流器分布、气膜厚度等密切相关;气浮平台采用直线电机直接驱动,控制方法和控制参数的选取都影响着气浮平台系统的精度。因此,本文从静压气浮导轨技术、气浮平台运动控制技术方面,对直线驱动式静压气浮平台系统运动特性进行研究。研究内容包括:1、根据气体润滑理论,理论分析静压气浮导轨结构尺寸节流孔直径、气膜厚度对其静态性能的影响。基于ANSYS有限元分析软件平台,采用有限元的方法分析不同运动状态下静压气浮导轨的承载能力和刚度特性。2、建立直线驱动式静压气浮平台系统P-PI运动控制系统模型,并用MATLAB软件进行仿真分析位置环比例增益Kpp、速度环比例增益Kvp和积分增益Kvi、以及运动部件质量M控制参数对该系统响应特性的影响。3、基于ADAMS机械系统动力学分析软件和MATLAB控制系统分析软件平台,将气浮平台机械结构与直线运动控制相结合,建立直线驱动式静压气浮平台的机电联合仿真模型,研究控制参数Kpp、Kvp、Kvi,以及负责质量m对气浮平台的位置、速度、加速度运动特性的影响。最后,提出了控制系统改进方案,以及联合仿真分析。4、设计单因素实验方案测试分析研究直线驱动式静压气浮平台的运动特性。利用激光干涉仪设备,测试了静压气浮平台运动特性,以及定位精度并进行精度补偿研究。