氣動(dòng)直角型復(fù)合運(yùn)動(dòng)平臺(tái)定位控制研究.pdf

1、氣動(dòng)系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、干凈無污染、性價(jià)比高以及操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事以及衛(wèi)生醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。但是，氣體的可壓縮性與氣動(dòng)元件的非線性特性為氣動(dòng)系統(tǒng)的高精確控制帶來很大的挑戰(zhàn)。如何實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)系統(tǒng)的高精確控制成為當(dāng)代研究熱點(diǎn)之一。在眾多氣動(dòng)系統(tǒng)中，閥控缸系統(tǒng)作為一種典型的氣動(dòng)系統(tǒng)得到了廣泛的研究。但在氣缸高精度定位方面還需要進(jìn)一步提高。對(duì)此，本文搭建了氣動(dòng)直角型復(fù)合運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，采用自抗擾控制算法對(duì)無桿氣缸的高精度定位問題進(jìn)行了

2、研究。
　　首先，為完成氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的整體運(yùn)動(dòng)過程，需設(shè)計(jì)被控模塊的移動(dòng)規(guī)則。通過攝像頭采集被控模塊圖像，經(jīng)過目標(biāo)提取、顏色識(shí)別等操作，辨識(shí)出每一個(gè)模塊的顏色。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于圖像處理被控模塊歸位算法。
　　其次，針對(duì)無桿氣缸系統(tǒng)存在的強(qiáng)非線性問題，建立了簡(jiǎn)化的閥控缸系統(tǒng)模型，并采用自抗擾控制算法研究無桿氣缸的定位問題。并采用自穩(wěn)定域理論與李雅普諾夫穩(wěn)定方法論證了該算法的有效性。其中，自抗擾控制算法中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器可以

3、實(shí)時(shí)估計(jì)無桿氣缸系統(tǒng)中的非線性部分及綜合擾動(dòng)。將此估計(jì)量反饋到非線性控制器中可以有效地補(bǔ)償系統(tǒng)非線性與擾動(dòng)的影響。最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)于給定200mm的階躍信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)0.05mm高精度定位。
　　最后，采用單純的自抗擾控制算法實(shí)現(xiàn)了無桿氣缸的高精度定位。但是，也存在系統(tǒng)響應(yīng)滯后和響應(yīng)速度慢的問題。因此，基于Backstepping思想，設(shè)計(jì)了一種帶壓強(qiáng)反饋的控制器提高無杠氣缸的響應(yīng)速度。同時(shí)，沿用之前設(shè)計(jì)的非線性誤差反饋控制器