Mô phỏng đặc tính động lực học của một hệ thống servo khí nén

Bài viết này khảo sát các đặc tính động lực học của một hệ thống servo khí nén và phát triển một mô hình toán học phù hợp đối với hệ thống. Để giải giải quyết mục đích này, một hệ thống thí nghiệm servo khí nén sử dụng một xy lanh khí nén tác động kép và hai van tỉ lệ lưu lượng được xem xét.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng đặc tính động lực học của một hệ thống servo khí nén Tạp chí Khoa học và Công nghệ 140 (2020) 018-024 Mô phỏng đặc tính động lực học của một hệ thống servo khí nén Modelling Dynamic Characteristics of a Pneumatic Servo System Trần Xuân Bộ Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội – Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội Đến Tòa soạn: 26-7-2019; chấp nhận đăng: 20-01-2020 Tóm tắt Bài báo này khảo sát các đặc tính động lực học của một hệ thống servo khí nén và phát triển một mô hình toán học phù hợp đối với hệ thống. Để giải giải quyết mục đích này, một hệ thống thí nghiệm servo khí nén sử dụng một xy lanh khí nén tác động kép và hai van tỉ lệ lưu lượng được xem xét. Các đặc tính hoạt động của hệ thống như vị trí pít tông, các áp suất làm việc trong khoang xy lanh và lực ma sát của xy lanh được đo đạc và phân tích. Một mô hình toán học của hệ thống được đề xuất bởi tích hợp các đặc tính trễ, đặc tính xả nhanh của van và mô hình ma sát động trong xy lanh khí nén. Kết quả nghiên cứu đã làm rõ các đặc tính hoạt động của hệ thống và chỉ ra rằng mô hình toán học được phát triển là phù hợp. Từ khóa: Hệ thống servo khí nén, xy lanh khí nén, van tỉ lệ lưu lượng, mô hình ma sát, mô hình hóa hệ thống Abstract This paper examines dynamic characteristics of a pneumatic servo system and develops a suitable mathematical model for the system. In order to deal with these purposes, an experimental setup of the pneumatic servo system using a double acting pneumatic cylinder and two proportional flow control valves is considered. The operating characteristics such as the piston position, the pressures in the cylinder chambers, and the friction force are measured and analyzed. A mathematical model of the pneumatic servo system is proposed by taking the dead-zone and quickly exhausting characteristics of the valve and a dynamic friction model of the pneumatic cylinder into consideration. The results make clear the dynamic behaviors of the system and show that the proposed system model is appropriate. Keywords: Pneumatic servo system, pneumatic cylinder, proportional flow control valve, friction model, system modelling1. Giới thiệu1 được ứng dụng nhiều trong việc nghiên cứu thiết kế điều khiển hệ thống servo khí nén [3-5]. Tuy nhiên, Hệ thống servo khí nén được sử dụng nhiều trong mô hình được phát triển bởi Tressler và nhómtrong các máy gia công chính xác, hệ thống tự động tác giả, van tỷ lệ khí nén sử dụng được xem xét là vancông nghiệp và rô bốt phẫu thuật mà tại đó yêu cầu có mép điều khiển con trượt bằng không và lực matương đối cao về công suất, giá thành, sự sạch sẽ và sát trong xy lanh khí nén được bỏ qua. Do vậy môsự phù hợp với môi trường ô nhiễm. Tuy nhiên, hệ hình có thể không thể đại diện đầy đủ hoặc đúng cácthống servo khí nén được biết đến là một hệ thống phi đặc tính của nhiều hệ thống khí nén khi sử dụng vớituyến bậc cao do tính nén được của khí nén, đặc tính các van tỷ lệ có mép điều khiển con trượt dương hoặccủa van và đặc tính ma sát phức tạp trong xy lan khí âm và với xy lanh khí nén có lực ma sát thay đổinén. Những đặc tính phi tuyến của hệ thống gây rất phức tạp. Trong những nghiên cứu gần đây, Tran vànhiều khó khăn trong việc điều khiển chính xác cao vị nhóm tác giả [6-7] đã nghiên cứu các đặc tính ma sáttrí, vận tốc cũng như áp suất của cơ cấu chấp hành trong xy lanh thủy lực, xy lanh nén và đã phát triển rakhí nén [1]. Do đó, việc phát triển một mô hình chính một mô hình ma sát, được gọi là mô hình ma sátxác hoặc phù hợp đối với hệ thống servo khí nén là LuGre sửa đổi mới, phù hợp với với những cơ cấubước quan trọng đầu tiên trong việc nghiên cứu thiết chấp hành này [6]. Tuy nhiên tính hữu dụng của môkế và điều khiển của hệ thống. ...