惯性力影响的平面推力气浮轴承能量方程

为简化较大间隙时气浮轴承的数学模型,利用量纲分析方法推导了包含惯性力影响的三维平面气浮轴承的能量方程,得到温度一马赫数关系式.在壁面温度为常值条件下,气膜内的温度与马赫数有关:马赫数急剧增大时,轴承内温度快速下降;马赫数急剧减小时,温度迅速回升;马赫数为1时,最低温度与壁面温度相差20%.当轴承问隙内的气体处于亚音速流动时,温度降低,但降低的程度有限,近似计算轴承的动静态特性时可以忽略温度变化.使用CFD软件计算了较大间隙下气膜内的压力、温度和马赫数分布.结果表明,理论计算值与测试值吻合较好.     

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.     

水压人工肌肉的压力控制与静态特性试验

水压人工肌肉与气动人工肌肉因介质压缩性差异,驱动控制过程和特性不同.为了实现对新研制的高强度水压人工肌肉的驱动控制并分析其静态特性,提出了新的水压人工肌肉压力控制回路,建立了测试试验系统.压力控制回路调压试验表明,在水液压比例节流阀10% ～ 90%输入范围内,水压人工肌肉驱动压力可实现较大范围的线性调节;静态试验结果表明,水压人工肌肉收缩量、驱动压力和输出力满足理论关系式.所研制的水压人工肌肉能够承受4 MPa的内部水压力和14 kN的负载拉力,通过静态特性试验及与现有静态模型比较分析,获取了模型参数,为水压人工肌肉机械关节的驱动与控制提供了条件.      

静压气体球轴承承载力的三维计算方法

为研究环面节流静压气体球轴承的承载力特性,提出一种基于三维模型的计算方法.应用非结构同位网格技术对轴承进行网格划分,采用有限体积法对三维稳态可压缩N-S方程进行离散,将适用于可压缩流体的改进的SIMPLE算法应用于离散方程的求解.实验表明,该方法的计算结果与二维有限元法计算结果及实验数据相符,证明算法是有效的.     

基于反馈线性化的气压伺服系统非线性H∞控制

该文将基于直接反馈线性化的非线性H∞控制策略应用于气压伺服系统。一方面，引入反馈线性化把具有强非线性的气压伺服系统转化为伪线性系统，从而可利用线性系统理论进行控制器设计；另一方面，引入H∞控制，处理由于模型不准确，运行参数的摄动等引起的鲁棒性问题。这使得对于气压伺服系统能够按照一定的性能指标来设计控制器，并且该控制器对于系统运行参数摄动和建模不准确具有鲁棒性。     

三轴气浮平台自动调平衡方法

为减小三轴气浮平台的不平衡力矩,研究两种自动调平衡方法.第一种方法根据三轴气浮平台的运动模型,通过动力学反演的方法推导了偏心距的求解方程,给出方程解法和偏心距误差计算公式.方法二根据复摆理论使用周期估算偏心距,根据加速度零点的倾角计算调节x、y轴偏移量.试验结果表明,两种方法均能有效减小不平衡力矩,方法一调节速度快,但成本较高;方法二调节方法简单,成本较低,但调节时间长.