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    其中伺服系统,定位气动驱动的特点是高动态,有利的功率重量比和极端过载能力[9]。但它的传统结构有很多缺点:泄漏

    比例伺服阀和使用的控制器激活阀(即使在稳定状态)的连续作用大大增加了压缩空气消耗[9]。来!自~751论-文|网www.751com.cn

    具有5/3伺服阀的现代气动伺服驱动器的结构,b)具有四个开关切换阀的开发系统伺服驱动器的结构。

    先进的控制算法要求我们有一个精确(和昂贵)的测量系统来估计活塞的速度和加速度,用于状态空间控制器[2,5]。 此外,比例伺服阀的成本是显着的。 状态空间控制的具体行为如图2所示,其中绘制了位置,速度和控制信号[4,5]的典型瞬变。 气动定位系统(由伺服阀和气缸组成)的动力学可以通过简化的传递函数(活塞速度和控制电压之间)近似[5]

    其中ω0是系统的本征频率,D是倾斜比,C是增益因子,T0是延迟时间。延迟时间取决于系统配置(电缆长度和电导率条件)和伺服阀特性,等于(4 - 8ms)。其他参数取决于活塞速度是强的并且可以(对于同一系统)变化许多倍:增益C(0.05-1.5(m / s)/ V),ω0<120-30rad / s>,D <1.6 -0.22>,而活塞速度v在<0.05-2m / s> [4]的范围内变化。这些参数变化在设计控制器参数时产生许多问题。最令人不安的是系统(1)在高速下的振荡行为,其结合小的阻尼D = 0.22引起大的过冲,而例如。使用PID控制算法。使用的状态空间控制算法必须防止定位中的过冲,因此在第一个200ms中它尽可能快地驱动图2b,但是在运动的最后阶段(大约600ms)非常仔细和缓慢地接近所需的最终位置。运动的这个缓慢的阶段使得平均活塞速度较小(比可能的小三倍)。其他观察也是非常重要的:伺服阀的活性(在第一个80ms之后)是类似PWM的,图2.b,并且产生随后填充和授权气缸体积的许多步骤,压缩的空气。这导致不必要的空气消耗和大的噪声。

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