高速精密直線驅(qū)動式靜壓氣浮平臺的運動特性研究.pdf

1、閉式靜壓氣浮導(dǎo)軌，以氣體為潤滑劑支撐的導(dǎo)軌，具有高承載力、高剛度、無摩擦、高速度、高精度、無污染等優(yōu)點，在精密機械中得到廣泛的應(yīng)用。直接驅(qū)動進(jìn)給技術(shù)將輸出的力直接作用于最終定位裝置(工作臺)，取消源動力到工作臺之間的傳動環(huán)節(jié)，能夠極大的提高了加工效率和加工精度。氣浮工作臺配以直線電機直接驅(qū)動大大提高機床的加工能力，適應(yīng)了高精密和高速度裝備的發(fā)展需要，成為高精密和高速度技術(shù)研究的一個熱點。對于直線驅(qū)動式高速精密靜壓氣浮平臺要求有很高的位置

2、精度、較大的運行速度，并且能穩(wěn)定運行，而氣浮導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)和運動控制性能是影響氣浮平臺定位性能、速度加速度運動特性、穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。氣浮導(dǎo)軌作為氣浮平臺系統(tǒng)關(guān)鍵部件，其承載能力、剛度、穩(wěn)定性與導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，如節(jié)流孔直徑、節(jié)流器分布、氣膜厚度等密切相關(guān)；氣浮平臺采用直線電機直接驅(qū)動，控制方法和控制參數(shù)的選取都影響著氣浮平臺系統(tǒng)的精度。
　　 本文從靜壓氣浮導(dǎo)軌技術(shù)、氣浮平臺運動控制技術(shù)方面，對直線驅(qū)動式靜壓氣浮平臺系統(tǒng)運動特性進(jìn)行研究。研

3、究內(nèi)容包括：⑴根據(jù)氣體潤滑理論，理論分析靜壓氣浮導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸節(jié)流孔直徑、氣膜厚度對其靜態(tài)性能的影響。基于ANSYS有限元分析軟件平臺，采用有限元的方法分析不同運動狀態(tài)下靜壓氣浮導(dǎo)軌的承載能力和剛度特性。⑵建立直線驅(qū)動式靜壓氣浮平臺系統(tǒng)P-PI運動控制系統(tǒng)模型，并用MATLAB軟件進(jìn)行仿真分析位置環(huán)比例增益Kpp、速度環(huán)比例增益Kvp和積分增益Kvi、以及運動部件質(zhì)量M控制參數(shù)對該系統(tǒng)響應(yīng)特性的影響。⑶基于ADAMS機械系統(tǒng)動力學(xué)分析軟件