Lumped Parameter Mass Flow Rate and Pressure Control Characteristics Model for High-Speed Pneumatic PWM on/off Valve

Aiming at solving the problem of strong coupling characteristic of the key parameters of high-speed pneumatic pulse width modulation（ PWM） on / off valve, a general lumped parameter mathematical model based on the valves time periods was well developed. With this model,the mass flow rate and dynamic pressure characteristics of constant volumes controlled by high-speed pneumatic PWM on /off valves was well described. A variable flow rate coefficient model was proposed to substitute for the constant one used in most of the prior works to investigate PWM on /off valves＇ dynamical pressure response, and a formula for disclosing the inherent relationship among the PWM command signal,static mass flow rate,and sonic conductance of the valve was newly derived.Finally,an extensive set of analytical experimental comparisons were implemented to verify the validity of the proposed mathematica model. With the proposed model, PWM on /off valves＇ characteristics,such as mass flow rate,step pressure response of the valve control system,mean pressure and ripple amplitude,not only in the linear range,but also in the nonlinear range can be wel predicted; Good agreement between measured and calculated results was obtained,which proved that the model is helpful for designing a control strategy in a closed loop control system.     

四足机器人气动人工肌肉驱动的仿生柔性机体动力学分析

基于四足生物动态步行时其柔性机体辅助腿机构的运动机理,设计了一种由气动人工肌肉、仿生脊柱、前机体和后机体组成的四足机器人仿生柔性机体.采用几何法分析仿生柔性机体运动学,建立四足机器人转向时仿生柔性机体弯曲角与气动人工肌肉长度变化间的关系,通过控制气动人工肌肉长度以控制机体弯曲.基于浮动坐标法和动量矩定理进行仿生柔性机体刚柔耦合动力学建模,对比分析了不同机体刚度下机体弯曲所需气动人工肌肉驱动力.设计仿生柔性机体弯曲控制实验系统,采用PID控制算法进行机体弯曲实验分析.四足机器人的仿生柔性机体分析,为提高其非结构化环境机动性奠定了基础.     

自抗扰控制器在气压伺服控制系统中的应用

为提高控制系统的鲁棒性,增强干扰抑制能力,提出了适用于气压伺服系统的自抗扰控制器方案,并讨论了控制参数的整定.自抗扰控制器为非线性控制器,由跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律3部分构成.扩张状态观测器可以实时观测系统状态和扩张状态,从而实现全状态反馈及系统不确定性和外扰的补偿控制.自抗扰控制器的设计不依赖于被控系统的精确数学模型,并对内外扰有较强的抑制能力,在整个系统工作区间都有良好的鲁棒性.仿真结果表明,自抗扰控制器对气动伺服系统模型的不确定性以及外干扰的鲁棒性较好,且具有较优的动态性能.     

非开挖地下穿孔机的旋转方位检测

对冲击式曲线穿孔机的空间坐标定位方法进行了有效的分析,并对一个重要的定位元件——旋转角度传感器进行了研究．研制成功了一个适用于气动穿孔机的重锤式旋转角度传感器和相应的显示电路．     

气力输送系统的CAD

作者利用SHARP PC-1500型袖珍计算机对气力输送系统进行辅助设计,同时提出倾斜管的近似计算公式,将水平、倾斜和垂直三种管道布置用一个公式计算,简化了设计计算。     

气固两相流速度及质量流量的静电测量法研究

介绍了一种气固两相流速度及质量流量的静电测量方法,实现了静电法在气固两相流速度及质量流量测量中的应用．通过特殊设计的静电传感器系统,利用气固两相流中固相微粒的荷电信号直接测量两相流的速度和质量流量．速度测量采用互相关分析的方法得到静电信号相移时间,计算出固相速度;通过实验确定静电传感器上静电信号电压有效值与已知两相流质量流量的关系,建立了系统电压一质量流量曲线．实验结果表明,静电测量方法可准确跟踪并测量气固两相流的固相速度,实现两相流的在线无损检测．     

基于时滞补偿的气动系统位置控制仿真

为解决气动系统在控制过程中出现的时滞性、非线性性和外部干扰等问题,提出了一种基于时滞补偿的模糊比例-积分-微分(proportion integration differentiation, PID)控制的策略。首先,分析气动系统的工作原理,建立气动系统的机理模型。其次,针对气动系统存在的时滞特性,在Smith预估器的结构中引入干扰观测器,并使用改进的Smith预估器来补偿系统的纯滞后环节。最后,为提高位置控制精度,设计了具有自整定能力的模糊PID控制器。仿真结果表明,改进的Smith预估器与模糊PID控制相结合的策略能够保证系统的稳定输出,提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。     

机械压力机气动系统模型的建立

建立了新型的机械压力机气动摩擦离合器及制动器的计算机控制系统，并对该气动系统进行模型辨识。在该气动系统机理分析的基础上，采用预报误差法进行气动系统模型参数的辨识，得到该系统的动态模型。将辨识模型仿真结果与系统实验测量数据进行比较，该模型是可信的。这个模型不仅能够较好的反映系统的动态特性，而且有利于系统控制器的设计。     

从变电运行角度分析断路器气动机构异常

断路器气动机构依靠压缩空气罐内额定气压为1.5 MPa的压缩空气来实现分闸操作。在实际工作中常有异常现象出现,为了提高断路器气动机构异常时的处理能力,运行人员应采取以下措施:一是加强培训,掌握断路器气动机构原理、结构,熟悉现场设备布置;二是提高警惕,密切监视空压机启动次数和启动时间;三是做好事故预想,能熟练处理气动机构各种异常情况。     

遥控车用气动控制系统

介绍了一种遥控多功能底盘,操作者使用遥控器通过电子遥控系统、气动控制系统使小型农机的离合、换档、转向等动作的操纵实现了遥控自动化。小四轮拖拉机的车型试验结果表明,遥控多功能底盘实现了小型农机的完全无人驾驶,配以相应的农具可广泛应用于恶劣环境下的田间作业。