稳压元件对气缸高速运动平稳性的影响研究

摘要

气动自动化系统是实现传动与控制的主要方式之一，其中由稳压元件、换向阀和气缸等所组成的气动控制回路更是工业自动化中常用的回路。对于一些采用大缸径气缸推动负载高速运行的装备，如何从控制回路上稳定气缸的输入压力成为保证设备正常运行的关键之一。针对这一实际的需求，论文从稳压元件出口压力的变化规律出发，研究一种经济、有效的气动控制回路来保证气缸高速平稳运行。论文的研究成果对大负载高速运动气缸的运动平稳性控制具有一定的实际意义和应用价值。 论文中设计了一种流量补偿-缓冲气罐控制回路，在该控制回路中在稳压元件上并联了一个电磁开关阀对其进行流量补偿，同时在稳压元件和换向阀之间增加一个缓冲气罐。论文从理论和实验两方面对涉及的问题进行了研究。主要研究内容包括：(1)建立了流量补偿-缓冲气罐控制回路方案的数学模型；(2)建立了流量补偿-缓冲气罐控制回路的仿真模型，其中压力控制方案仿真出的稳压元件出口压力曲线可以为流量补偿时间的确定提供依据；(3)针对流量补偿-缓冲气罐控制回路，对采用不同的方案时稳压元件出口压力进行了试验研究。 研究表明，所提出的流量补偿-缓冲气罐控制回路，能使稳压元件出口压力的相对变化率由原来的22.5％下降到4％，气缸平均速度也提高了27.1％，保证了气缸的高速运动平稳性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：注释表

声明

1 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 稳压元件对气缸高速运动平稳性研究现状

1.2.1 稳压元件出口压力动态稳定性方面的研究

1.2.2气缸高速运动平稳性的研究

1.3 本课题研究的主要内容

2 气缸高速运动平稳性控制回路方案设计

2.1 气缸高速运动平稳性控制回路的技术需求

2.2 不同流量补偿控制方案的分析

2.3 最优流量补偿控制方案的确定

2.4 小结

3 气缸高速运动平稳性控制回路数学模型的建立

3.1 稳压元件稳压模型的建立

3.1.1 稳压元件的结构和工作机理

3.1.2稳压元件数学模型的建立

3.2 气缸数学模型的建立

3.3 并联电磁开关和缓冲气罐数学模型的建立

3.4 小结

4 气缸高速运动平稳性控制回路仿真模型的研究

4.1 气缸高速运动平稳性控制回路仿真模型的建立

4.2 仿真模型的试验验证

4.3 压力控制方案减压阀出口压力的仿真研究

4.3.1 主要腔室容积对气缸供气压力波动的影响

4.3.2进、排气管道总有效面积对减压阀出口压力波动的影响

4.3.3 气缸负载对减压阀出口压力波动影响

4.3.4 设定压力对减压阀出口压力波动影响

4.4 小结

5 气缸高速运动平稳性控制回路的试验研究

5.1 试验硬件组成

5.2 实验内容

5.3 压力控制和出口定时器控制中不同工作参数结果分析

5.3.1 不同气缸供气压力下结果比较

5.3.2不同气缸速度下结果比较

5.3.3 不同负载下结果比较

5.3.4不同气缸缸径下结果比较

5.4 小结

6 结论与展望

致 谢

参考文献