伺服驅(qū)動雙活塞氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置控制特性研究.pdf

1、活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置具有建設(shè)周期短、精度高、流量穩(wěn)定、工作壓力可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，在流量計量領(lǐng)域已越來越受到重視。但是使用活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定流量計時，由于活塞缸容積有限，最大檢定流量和檢定時間受到限制，伺服驅(qū)動往復(fù)式雙活塞氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置很好地解決了該問題。本課題針對該雙活塞氣體流量裝置的低速控制及協(xié)同控制等特性展開研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先，簡單介紹了課題背景及意義。解釋了低速爬行的定義，描述了低速爬行的運(yùn)動現(xiàn)象。介紹了低

2、速爬行運(yùn)動與多電機(jī)協(xié)同控制的研究意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
　　其次，針對伺服驅(qū)動往復(fù)式雙活塞裝置設(shè)計了三種工作模式，分別介紹了不同模式下裝置的工作原理與數(shù)學(xué)模型，并且展開了實(shí)驗(yàn)研究。該伺服驅(qū)動往復(fù)式雙活塞氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置與浙江省計量科學(xué)研究院的基于零平衡調(diào)節(jié)原理的活塞裝置比對一致性良好，重復(fù)性為0.02％。
　　接著，針對伺服驅(qū)動雙活塞裝置檢定小流量噴嘴時，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低出現(xiàn)的爬行現(xiàn)象展開研究。電機(jī)低速情況下，其轉(zhuǎn)矩值不斷升

3、高，常伴隨電機(jī)由于轉(zhuǎn)矩值過高而報錯急停，致使裝置不能滿足檢定小流量噴嘴的要求。文章分析了產(chǎn)生爬行現(xiàn)象的機(jī)理，并提出在不改進(jìn)硬件的前提下，通過在電機(jī)運(yùn)動曲線中疊加顫振信號的方式改善爬行現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)證明該方法有效改善雙活塞裝置的低速工況，電機(jī)運(yùn)動轉(zhuǎn)矩明顯下降，從而將裝置可檢定的最小流量由0.064m3/h拓展到0.04m3/h。
　　最后，針對裝置的雙缸并聯(lián)聯(lián)動模式下兩電機(jī)協(xié)同運(yùn)行，提出了基于模糊PID的交叉耦合控制模式。在Matlab