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1、气动伺服定位技术气动伺服定位技术 刘雷刘雷515101001453气动伺服定位技术起源发展现状气动伺服定位技术气动伺服定位技术气动伺服系统一般由控制器、电-气控制元件、气动执行元件和反馈器件（传感器）组成。控制器一般指计算机或可编程控制器等器件；电-气控制元件为电气比例阀、电气伺服阀和电气开关阀；气动执行元件一般包括气缸、气爪和人工肌肉等；反馈器件一般指位移传感器、加速度传感器等。气动伺服定位技术-起源起源 早期的气动伺服技术是在二十世纪五十年代后期由Shearer等人在美国麻省理工学院开始研究的，并将其应用于航天飞行器的姿态控制和飞行稳定性控制中，这为后来的研究与开发奠定了基础。但当时的气动
2、伺服系统大都采用机械控制方式，将最终输出量转化为机械弹簧位移或气压信号，然后反馈至调节气阀，实现对输出量的连续控制。这些系统的最大缺点是结构复杂，控制精度低，在高频响应的闭环系统中，执行器位置的稳定性很难控制。而且受当时的技术水平等条件所限，气动伺服系统只能应用于工作介质为高温高压的条件下。一旦以工业应用中的低压气源（低于10bar）为工作介质，气动伺服系统就暴露出阻尼小、固有频率低、刚度差和严重非线性等弱点。利用传统的控制方法和理论很难达到理想的控制效果。因此，在六、七十年代，液压伺服技术得到蓬勃发展的时候，气压伺服技术却滞止不前，进展缓慢。后来，现代控制理论的发展，为气动伺服技术的研究奠定
3、了崭新的理论基础。1979年，西德Aachen.R.W工业大学成功研制出世界上第一台气动伺服阀，使气动伺服控制技术进入了一个全新的发展阶段4。气动伺服定位技术-发展展 八十年代以后，由于微电子技术和现代控制理论的迅速发展，电子技术已渗透到工业的各个领域，各种性能优良的电气控制元件不断出现，为气动技术的进一步发展创造了良好的条件。国外著名的气动元件公司，如德国的Festo、Bosch和日本的SMC等公司先后研制出电气比例阀、电气伺服阀和高速开关阀，并利用现场总线技术、PLC控制器及计算机技术，使得各种新型的控制方式（开关控制、PWM控制、PCM控制）得以发展，气动伺服技术出现蓬勃发展的良好新局面
4、。气动伺服控制的应用领域也从过去的矿山机械、机床、化工等行业扩展到自动加工、自动装配和包装、工业机器人、太空和海洋探索等领域。气动伺服定位技术-现状状可以使用神经网络与PID控制并行组成控制器，利用神经网络的自学习功能，在线调整增益系数，抑制因参数变化等对系统性能造成的影响。也可以使用各种现代控制理论，如最优控制、鲁棒控制、控制等来设计控制器，构成具有鲁棒性较强的控制系统。目前应用现代控制理论来控制气缸活塞位移和力的研究相当活跃，并取得了一定的研究成果。日本Okayama大学的T.Noritsugu教授和M.Takaiwa博士研究了基于压力控制的气动位置伺服系统的鲁棒控制，并指出要提高系统的控制特性，压力控制是不可缺少的。该研究将气缸的两腔压力信号引入控制器，并在控制器中设置了一个扰动观测器以提高系统的压力响应，减少摩擦力变化和系统参数变化的影响，系统的鲁棒性有了显著的提高。谢谢谢谢！