气动比例系统死区特性及仿真研究.txt

气动比例阀控系统摩擦力补偿及仿真研究
赵秀华,王晓强,范桂杰
[文章摘要] 在气动比例位置控制系统中,摩擦力的存在是影响其定位精度的一个关键因素。本文采用叠加低幅高频颤振信号的方法,运用BP网络自学****功能在线调整颤振信号幅值,解决了由比例阀和无杆气缸的摩擦力引起的系统定位精度的问题。仿真结果证明该方法是有效的。
[关键词] 气动比例系统;摩擦力补偿;BP网络
The pensation and the Simulation Study of the Pneumatic Proportional Valve Control System
ZHAO Xiu-hua, WANG Xiao-qiang,FAN Gui-jie
Abstract: In order to achieve high precision position control in pneumatic system, friction must pensated for. In this paper, A kind of Adding pulse signal to the original control signal method was introduced to solve this problem, adjusting the value of the pulse signal online using the self-learning function of the work. The simulation results proved that the method is effective.
Key words: Pneumatic proportional system; pensation; work;


在气动比例位置控制系统中,系统低速运行时会出现不平稳的现象,这会影响系统的正常工作,降低系统的定位精度[1]。这主要是因为系统中比例阀和气缸存在着静、动摩擦力等非线性特性。系统在低速运行时具有如图1所示的摩擦特性曲线,从控制理论上分析,这一现象将产生一个正反馈,从而引起系统不稳定(爬行)。
因此,克服摩擦力的影响是提高系统性能的一个重要因素。
图1 低速运动时的摩擦特性曲线
Friction property curve of low speed
气动比例系统摩擦力特性及补偿分析
摩擦力补偿有两个主要途径[2,3],即颤振控制和脉冲控制。颤振控制是在控制信号上叠加一个高频不等幅的信号。主要思想是颤振信号的幅值足够大以克服摩擦力,并且频率足够高以使在系统信号的频率范围上产生扰动。由于从控制阀的输出幅值在很大程度上受到限制,因此,不可能产生一个高频压力信号加在气缸上,即使可能的话,结果也会使阀受到很大的磨损。对于脉冲控制,同样的,由于动力学因素和气缸的限制,不可能产生加在气缸上的高频压力信号。所以要补偿比例系统的摩擦力,必须使用除上述两种方法之外的其他方法。
理想的摩擦补偿是在控制信号的变化方向上叠加脉冲信号的函数,每个脉冲都有足够的能量以消除静态摩擦。如果能量过小,阀会处于锁紧状态。如果能量过大,阀的滑动量就会超过所需的范围。
本文主要是对图2所示系统的比例阀和气缸的摩擦力进行补偿,从而提高它的定