【摘 要】
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气动马达的防爆性使得它非常适用于化学工业、石油工业等易燃、易爆的环境.但是在由气动马达作为执行元件组成的伺服控制系统中,由于其中电控阀的耐压防爆等级(d2G4)达不到本
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气动马达的防爆性使得它非常适用于化学工业、石油工业等易燃、易爆的环境.但是在由气动马达作为执行元件组成的伺服控制系统中,由于其中电控阀的耐压防爆等级(d2G4)达不到本质防爆(13B6)的标准,使得整个系统的防爆性下降.如果将连接电控阀和气动马达的管线加长,只将气动马达置于危险环境中,这样构成的长管路气动马达伺服系统解决了防爆性能低的问题.可是由于长气管的引入,气动信号从电控阀发出后需要一定的时间才能到达气动马,从而造成时间的延迟,使长气管成为纯时间延迟环节.如果考虑到电控阀的非线性饱和环节特性,则整个系统成为非线性时间延迟系统.这样的非线性时间延迟系统一般都会由于时间延迟造成系统的不稳定,其表现形式或为等幅振荡、或为发散.因此该文的主要研究内容是关于该系统的建模、稳定性分析和稳定性控制.该文的主要研究内容如下:首先根据长气管的主要特征-纯时间延迟和长气管的内在物理特点-即长气管系统包含有质量、阻尼、刚度和受外部力这些因素,建立其动力模型,并结合长气管的动特性试验,对长气管的数学模型进一步分析,准确描述该数学表达式适应的条件.在模型确定后,通过参数辩识和分析得到长气管数学模型各参数的变化规律,并应用可压缩气体在长圆管内做一维流动(考虑摩擦效应)的有关理论,对气动信号的速度变化变化和气体流态进行相关的分析探讨.其次,由于扭矩脉动是活塞气动马达的一个主要特征,它影响到运动输出的平稳性,尤其在低速时速度的脉动更是不可忽略.该文建立的三活塞式气动马达合成脉动扭矩的数学表达式,揭示了脉动规律,为控制脉动扭矩提供了依据.另外,该文按质量流量节流方程、可压缩流体量连续方程、气体关太方程和运动平衡方程建立了活塞式气马达的理论模型.在气动系统各环节分别建模后,该文建立了长管路气动马达速度控制系统模型和试验装置.最后通过仿真考察了模糊控制器参数变化对系统动态响诮的影响;也分别考察了控制对象增益、组尼系数、固有频率、时间常数变化对系统的动态响应的影响.
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