基于开关阀的气动位置控制系统的模糊+PI控制

文章对一种基于高速开关阀气动位置控制系统 ,采用修正差动脉宽调制的方法 ,用模糊控制 +PI控制结合的控制策略 ,不但提高了系统的动态性能和精度 ,又提高了系统的稳定性 。

3自由度气动串联机械手的关节控制

3自由度气动机械手属关节串联式机器人,机械手在运动过程中,转动惯量、重力矩及关节间的耦合力矩等参数都会发生较大变化,影响了机械手末端的运动精度。针对这些问题,利用拉格朗日方程对机械手3关节进行动力学分析,得到多关节联动时单关节力矩方程。以腰部关节为例,通过对关节动力机构的数学模型线性化处理,采用状态反馈极点配置方法进行控制器设计,试验表明具有一定鲁棒性,但存在一定静态误差。分析产生误差的原因主要是干扰力矩的影响,根据单关节规划路径通过动力学模型得到补偿力矩,利用输入前馈对关节实施动态补偿。试验验证了方法的有效性,从结果可以看出,该组合控制策略抑制了扰动,提高了轨迹跟踪精度。

典型气动系统优化分析

气压传动系统是否能有效应用 ,在很大程度上取决于如何选择它的元件参数 .如果元件参数选择不当 ,不但提高了机器本身的造价 ,连运行成本都会相应增加 .因此采用何种方法保证其成本最低或耗气量最小就成为了长久研究的焦点 .通过对典型气动系统进行分析 ,将其简化成管路系统等效面积及执行元件横截面积的组合 ,进而利用流量公式判断出排气管系等效截流面积与气缸排气腔横截面积之和存在全局最小值 ,从而奠定了典型气动系统优化设计的理论基础 ,最后在给定约束条件的前提下 ,提出了整体尺寸最小这一优化目标 .这一结论对合理选择气压传动系统中元件参数 ,从而降低气动系统的成本与节能有很大的理论指导意义 .

气动肌肉在康复工程中的应用

介绍一种驱动执行元件-气动肌肉,它具有重量轻、出力大、柔性好等特点。随着医疗福利事业的发展和现代科技的进步,康复工程为广大残疾人带来了福音。针对肢体有残疾人的康复工程主要有两个方面:一是通过疗养和训练等方式来开发或者恢复其自身残存的功能,以实现独立的生活;另一个是通过辅助机械来实现其生活的自理。前者在训练恢复机体功能的时候需要一些训练器械来帮助,而后者所包含的器械就更多,包括假肢、机械手、移动机械等。因此康复医疗器械在康复工程中起着很大的作用。对于肢体残疾人所用的康复器械,除了要能满足基本功能外,还要满足使用方便、重量轻以及最重要的一点—安全性。非常适合于医疗康复器械中的应用。

典型气动回路流场及传热的计算

为了深入研究典型气动回路中的气体状态,尤其是温度的变化,提出了一种新的数学模型。本模型根据回路运动的实际情况和热量传递过程,对气缸壁进行网格划分,充分考虑了元件与内外部空气的热量交换过程,通过与传统绝热算法的对比可以看出,本模型更接近于实际情况。

气动系统外部结露的机理与判别

通过分析、研究气动充放气系统外部结露的发生机理,提出了一种快捷的结露判别方法.当元件表面的平衡温度达到或低于环境露点,系统将发生外部结露,反之则不会发生结露.据此机理的判别方法是:假设系统元件的初始温度为环境露点温度,在考虑系统内部气体、元件及外部空气之间的耦合传热的同时来比较若干个充放气周期结束时元件表面周期温度的变化趋势,如果元件表面周期温度逐渐升高,则系统不会发生外部结露,反之系统将发生外部结露.在气动充放气系统的二维轴对称模型中进行了数值模拟,结果表明所提方法可快速准确地判断出系统的结露情况.

气动肌肉及其构成的关节模型研究

气动肌肉是一种具有重量轻、功率—重量比高的新型气动柔性执行器。用变刚度弹簧模型来近似气动肌肉的特性 ,研究了气动肌肉的刚度特性 ,并分析了由一对气动肌肉构成的关节模型 ,最后通过实验对模型进行了验证。

绝热气动管道平均摩擦系数计算新方法的初步验证

采用绝热气动管道平均摩擦系数计算新方法计算了不同长度管道声速流导与管道截面积的比值曲线,与按照ISO6358测试方法得到的测试结果拟合曲线进行了比较,二者基本吻合,表明该计算新方法具有可行性。

气动人工肌肉

本文介绍了人工肌肉的产生背景，分析了生物肌肉的特性，概述了国内外对人工肌肉的研究现状，并举出了一些利用气动人工肌肉的应用实例。

基于WWW方式的气动系统CAD

本文介绍了一种基于WWW方式的气动系统CAD软件的设计方案、组成及工作原理。

气动肌肉驱动人工关节的建模研究

由气动肌肉驱动的人工关节具有重量轻、柔顺性好等特点。在关节建模中,首先需要解决气动肌肉实际特性和理论模型之间的差别,为此引入了力-压力系数和刚度系数,从而建立了实际特性和理论模型之间的联系。其次,在建模过程中为简化模型而忽略气体的流动过程及压缩性会使得理论模型的动态响应比实际模型要差。为此,考虑气动肌肉的充放气过程,建立了关节更准确的动态模型。最后,通过实验对模型进行了验证。

气动力觉再现装置研究现状

介绍了气动力觉再现装置的国内外研究现状,根据力觉再现装置的设计原则,提出了设计气动力觉再现装置需要考虑的关键问题,并对发展前景和方向进行了展望。

基于DSP的气动数据手套控制器的设计

针对虚拟装配数据手套控制系统的功能要求,以及数字信号处理技术的发展方向,采用TI公司的TMS320F2812芯片作为控制核心,扩展了A/D,D/A,D/O,串口和USB接口,并结合CCS集成环境和C语言完成了虚拟装配数据手套控制器硬件和软件的设计。进一步推动了力反馈数据手套的实际应用。

环面节流静压气体球轴承承载力特性的实验研究

为研究环面节流闭式静压气体球轴承的承载力特性,设计了试验轴承及测试装置,介绍了轴承加工工艺及其制造精度的检测结果,完成了轴承承载力特性的实验研究.实验结果验证了所采用的理论计算方法具有良好的工程计算精度.

新型环面节流静压气体球轴承压力分布的实验研究

设计了新型环面节流闭式静压气体球轴承及其测试装置,特别是球窝上测压孔的分布位置,介绍了轴承加工工艺及其制造精度的检测结果,以及压力分布测试系统的工作原理,研究了气膜压力分布规律.结果表明,实验结果验证了理论分析方法的正确性.由于研磨工艺的限制使得试验球窝呈喇叭口状,造成球窝边缘的实测压力小于理论计算压力值.轴承的制造误差、模型误差以及计算误差是主要的误差来源,在开发新型结构静压气体球轴承的过程中,轴承的制造工艺以及零件的检测技术非常重要.

3自由度气浮台力学性能研究——关于自重作用下不平衡力矩的分析

根据航天器姿态运动理论和弹性力学薄板弯曲理论,推导出重力作用下的有限元单元质心位移公式和结构整体质心弹性位移公式,计算了3自由度气浮台平台的自重变形引起的质心弹性位移和由此产生的不平衡力矩。对计算结果分析表明气浮台自重变形产生的不平衡力矩的原因是结构各方向的刚度不等,并给出了气浮台在任意欧拉角时的不平衡力矩公式。当气浮台绕水平轴旋转时,不平衡力矩呈正弦变化,俯仰或滚动角为45°时力矩达到最大值。

3自由度气浮台力学性能研究——自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响

利用高等动力学理论分析了自重作用下,气浮台平台产生的变形对平台转动惯量矩阵的影响,用有限元法计算了各种欧拉角下的平台的主转动惯量和惯性积,给出任意欧拉角下的计及变形效应一次项时的转动惯量矩阵计算公式,结果表明由于平台变形使主惯性轴方向变化从而使气浮台姿态准确度产生误差。此误差主要受重力单独沿结体坐标系中某一水平轴作用时,平台对此水平轴与垂直轴的惯性积的值的影响。计算得出本例结构气浮台的最大姿态准确度误差为1．4×10-6rad(0．289角秒),完全能够满足卫星所需的姿态准确度要求。

3自由度气浮台力学性能研究——关于不平衡力矩的补偿

提出了一种气浮台自重变形引起的不平衡力矩的补偿方法,即将气浮台平台质心与回转中心在垂直方向相距以微小距离,从而使气浮台的刚体质心与回转中心不重合产生的不平衡力矩与平台自重变形引起的不平衡力矩在气浮台水平两角最大工作范围处相互抵消。采用航天器姿态动力学理论讨论了补偿后的最大不平衡力矩变化规律,论证了此种补偿方法适用于气浮台绕水平面内过回转中心的任意轴旋转的情况。计算结果表明,当工作范围为±25°时,补偿后的最大不平衡力矩仅为补偿前的1／25。

FLUENT软件在空气轴承研究领域的应用

介绍FLUENT软件在空气轴承流场模拟领域的应用,用FLUENT对气体轴承气膜的压力场、刚度和质量流量进行仿真。最后与传统的基于雷诺方程的有限元法的计算结果进行比较,证实了使用该软件所得结果真实可靠。

圆盘多供气孔气体静压止推轴承的有限元分析

本文以二维雷诺方程为基础,采用有限元法求解了圆盘多供气孔气体静压止推轴承的稳态压力场,并对不同参数对轴承性能的影响作了一定的分析。