气动位置伺服系统建模和仿真.pdfVIP

液压气动 与密封 ／2010年第 8期 气动位置伺服系统的建模与仿真 惠伟安 路 波 (国家气动产品质量监督检验 中心，浙江奉化 315500) 摘 要：本文针对气动位置伺服系统的一些关键技术进行了研究，建立了系统数学模型，包括 比例阀非线性特性的描述 、非线性摩擦 力的表示 、以及执行元件在端位的机械限位动态过程 的描述等， 并采用 Maflab／Simulink模块建立 了系统仿真模型 ，以摆动气缸位置 伺服系统为例，进行了仿真和实验数据对比。结果表明该数学模型较为精确 ，基于该数学模型的Simulink仿真模型较好的反映了气 动位置伺服系统的特性 。证 明所建模 型的合理性。 关键词：气动位置伺服系统；非线性特性：仿真模型；Matlab／Simulink 中图分类号：TH138．51 文献标识码：A 文章编号：1008—0813(2010)08—0024～04 M odehng and Simulation forPneumaticPosition Servo System HUl W ei—o LU Bo (NationalQualitySupervisionandInspectionCenterofPneumaticProducts，Fenghua315500，China) Abstract：Inthispaperonthepneumaticposition seIVOsystem，anumberofkeytechnologieshavebeenstudiedtoestablishthesystem mathematicalmodel，whichincludetheexpressionofthePropertiesoftheProportionalvalve，theexpressionofthenonlinearfriction， and thedescriptionofthedynamicoftheactuatorpslimitedmotionattheends．Themethodofestablishingthesystem simulationmodel inMatlab／Simulink environmentwasgiven．Takingthepneumaticrotaryactuatorposition8erosystem astheexample．thesimulationsna d experimentswereconducted．The resultsshow thattheestablished simulation modelcan reflectthecharacteristicsofhteactualsystem， MahtematicalmodelbasedontheSimuIinkcanreflectthecharacteristicsof pneumaticposition senrosystem toprovethatthemodelis re~onable． Key W ords：pneumatic position servo system；nonlinearcharacteristics；simulation model；Matlab／Simulink O 引言 1 试验方案 近年来 ，随着工业的飞速发展和工业 自动化程度 该气动伺服位置跟踪控制系统的硬件平台主要 由 的 日益提高 ，气动伺服技术因具有价格低廉 、结构简 标准气缸、比例伺服阀、位移传感器、压力传感器、数据 单 、响应速度快、功率体积 比高及无污染等优点。在 自动 采集卡和工业控制计算机组成 。气缸为德国Festo公司 化生产领域的应用越来越广泛。其中，位置伺服系统应 生产的DSMI一40—270叶片式摆动气缸 ，摆动气缸缸径 用最多。仿真是控制系统分析和综合的一种有效方法 。 为40mm，行程为 270。，比例流量阀最大有效截面为 而建立系统的仿真模型则是仿真研究的基础 。由于气