气动伺服定位技术及其应用.pdfVIP

18 液压与气动　　　　　　　　　　　　1999 年第 1 期 设计 ·研究 　　气动伺服定位技术及其应用 周　洪 ) 1　前言 载重量及气源压力等 , SPC 100 即可 自动地完成其反 随着工业 自动化技术的发展, 传统气动系统只能 馈控制参数计算和优化。因此用户无需掌握复杂的控 在两个机械设定位置可靠定位并且其运动速度只能靠 制技术和气体力学等方面知识即可操作气动伺服定位 单向节流阀单一设定的状况, 经常无法满足许多设备 系统。这一成果改变了只有专家才能对气动伺服定位 的自动控制要求。因而电气比例和伺服控制系统, 特 系统进行操作和调整的传统局面。 别是定位系统得到了越来越广泛的应用。因为采用电 2　系统描述以及最优控制参数的理论设计 ( 一个气动伺服定位系统主要 由4 部分元件组成 气伺服定位系统可非常方便地实现多点无级定位 柔 ) ( ) 性定位 和无级调速, 此外, 利用伺服定位气缸的运动 见图 1 。 速度连续可调性以替代传统的节流阀加气缸端位缓冲 器方式, 可以达到最佳的速度和缓冲效果, 大幅度降低 气缸的动作时间, 缩短工序节拍, 提高生产率。 虽然对气动伺服定位系统的学术研究可追溯到 80 年代初期, 但真正实现其工业实用化却是近几年的 事。关键的技术困难是状态反馈控制参数的优化设定 十分复杂, 难以被一般的用户掌握。由于缺乏具有工程 可靠度的参数优化算法, 目前一般在市场能得到的气 动伺服定位系统其控制参数往往是预先在生产厂家设 定的, 即根据用户提出的使用要求, 由厂家提供整套已 图 1　气动伺服定位系统的组成和工作原理 调试完毕的系统。同时, 为了容易地得到令人满意的控 在液压、气动领域人们常常用到“比例阀”和“伺服 制结果, 往往要对所采用的气缸进行特殊设计, 以使其 阀”这两个概念。作为控制阀的功能, “比例阀”和“伺服 ( ) 摩擦特性得到优化 见图5 。这种系统在应用中的局 阀”是完全一致的: 它们都是用来将连续的电信号转换 限性是十分明显的: 为连续的液压、气动信号。而两者的区别在于阀的动态 び大幅度增加气动伺服定位系统的成本, 缩短其 性能以及其电机械转换器的结构, 在现实中容易引起 寿命并且气缸的最大运动速度受到限制; 混淆。 び用户选择气缸的机械结构时受到很大的限制, び按动态特性区分, 动态响应频率高的称为伺服 因为并不是每种机械结构的特种气缸都能在市 阀, 低的被称为比例阀。 场上找到的; び按电机械转换器的结构形式区分, 采用动圈式