气动伺服控制技术在两用开包机中的应用

摘要

气动伺服控制系统作为气动技术的一个重要方面，越来越广泛地应用在工业领域中。除了气动系统本身的结构简单、价格低廉、无污染等优点外，气动位置控制系统具有很强的适应能力。在烟草行业中，以气动元件组成的气动伺服控制系统有着广泛的应用前景。 作为本研究应用背景的“两用开包机系统”是由两个气动伺服系统组成，因此本题目重点研究了气动位置伺服控制系统，为将来的后续研究打下了基础。 本文的主要研究内容为：1、本文综述了气动伺服控制技术和两用开包机的研究状况，并概括了本题目的研究内容。 2、对气动位置伺服系统进行了理论分析，建立了气动位置伺服控制系统的数学模型。 3、主要分析了实验系统的软硬件组成，包括气动回路、控制回路以及应用的软件。 4、对气动伺服控制系统进行了PID控制控制研究，并取得了良好的控制效果，但是其负载适应性稍差。 5、针对本气动伺服控制系统特点，设计了非对称模糊PID控制，实验证明了该方案可以较大程度地提高系统的鲁棒性和适应能力。 6、主要介绍了两用开包机的研究状况。 应用了气动伺服控制技术的两用开包机，自研制成功以来，取得了不错的经济效益，先后在服务于郴州烟厂、许昌烟厂、常德烟厂和柳州烟厂，并得到用户一致好评。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1气动伺服控制系统的发展与现状

1.2电-气比例/伺服控制系统的分类和特点

1.3两用开包机的研究现状

1.4题目的提出及主要内容

1.4.1题目来源及研究意义

1.4.2论文的主要内容

第二章气动伺服控制系统的理论研究

2.1气缸和比例阀的流量方程

2.1.1气缸的连续性方程

2.1.2气缸和负载的力平衡方程

2.1.3比例阀的流量方程

2.2电-气比例/伺服位置控制机构的传递函数

2.2.1位置伺服机构方程

2.2.2位置伺服系统的传递函数

2.3电-气比例/伺服力控制机构的传递函数

小结

第三章气动伺服系统的系统构成

3.1系统的硬件组成及工作原理

3.1.1气动回路的构成及原理

3.1.2控制回路的构成及原理

3.2两用开包系统的软件组成

3.2.1 SIEMENS公司STEP7简介

3.2.2 WinPISA编程软件

3.2.3控制界面的设计

小结

第四章气动位置伺服系统PID控制研究

4.1 PID控制器原理

4.2 PID控制器参数整定

4.2.1采样周期的选择

4.2.2 PD调节器的参数选择

4.3 PID控制的实验研究

4.3.1 PID控制器的设计

4.3.2气缸单向低摩擦的实验结果及分析

4.3.3不同惯性负载下的PID控制实验曲线

小结

第五章气动位置伺服控制系统的模糊PID控制

5.1模糊控制原理

5.2模糊控制器的设计

5.2.1非对称的模糊控制

5.2.2模糊PID控制方案

5.3模糊PID控制实验研究

5.3.1非对称模糊控制的实验研究

5.3.2模糊PD控制的实验研究

小结

第六章纸箱/木夹板两用开包机系统

6.1两用开机包系统的机械结构

6.1.1两用开包机系统的主要结构

6.1.2两用开包机系统的工作原理

6.2两用开包机系统的气动回路与控制回路

6.2.1两用开包机系统的气动回路

6.2.1两用开包机系统的控制回路

6.3两用开包机产品的应用

第七章结束语

7.1主要结论

7.2关于本研究后续工作的设想

致谢

参考文献

西北工业大学学位论文知识产权声明书及学位论文原创性声明