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意大利UNIVER氣缸性能分析
氣缸具有成本低、重量輕、無(wú)污染、維護(hù)方便和抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使其在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，已成為當(dāng)今實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要手段。由于半導(dǎo)體、瓷器、玻璃等工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合的需要，對(duì)氣缸的低速運(yùn)動(dòng)特性提出更高的要求，同時(shí)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)越來(lái)越深入工業(yè)設(shè)計(jì)之中。所以對(duì)氣缸低速摩擦力特性和仿真模型的研究有很重要意義。

意大利UNIVER氣缸性能分析
首先從摩擦學(xué)的角度進(jìn)行摩擦力和爬行機(jī)理的理論研究；分析了摩擦力的產(chǎn)生的四個(gè)動(dòng)態(tài)階段和摩擦記憶等特性，對(duì)比研究了摩擦力的靜、動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和影響氣缸爬行的因素，推導(dǎo)了帶有Stribeck效應(yīng)的分段Karnopp模型作為氣缸的摩擦力模型。 分別構(gòu)建了氣缸摩擦力測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)和氣缸微位移實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并在LabVIEW環(huán)境中設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的軟件部分。利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)研究了氣缸勻速運(yùn)動(dòng)和爬行運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力特性，驗(yàn)證了低速時(shí)摩擦力隨速度增加而非線性減小的特性；并試驗(yàn)分析了工作壓力、負(fù)載和缸徑等因素對(duì)氣缸爬行現(xiàn)象的影響；同時(shí)還初步研究了氣缸的預(yù)位移和摩擦力的關(guān)系。zui后利用AMESim平臺(tái)，以雙作用氣缸元件創(chuàng)建為例，介紹了AMESet工具工作流程，并改進(jìn)了軟件中所有直線氣缸模型。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比和系統(tǒng)仿真驗(yàn)證，新模型可以較準(zhǔn)確的反映氣缸低速摩擦力特性。以氣浮軸承特性為基礎(chǔ)，深入研究氣浮式無(wú)摩擦氣缸結(jié)構(gòu)參數(shù)指標(biāo)、靜態(tài)特性指標(biāo)以及動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)之間影響關(guān)系。提出一套完整的氣浮式無(wú)摩擦氣缸設(shè)計(jì)方案。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）確定氣浮式無(wú)摩擦氣缸結(jié)構(gòu)，主要包括氣缸體和活塞體?；钊w采用自主研發(fā)設(shè)計(jì)的具有氣浮特性的氣浮軸承。（2）為實(shí)現(xiàn)活塞體功能，對(duì)其表面進(jìn)行精確的壓力分布控制，建立一套完善包含負(fù)載考慮的活塞數(shù)學(xué)模型，包括一維解析數(shù)學(xué)模型和二維數(shù)值數(shù)學(xué)模型，并確定其壓力分布關(guān)系。提出靜態(tài)特性指標(biāo)，包括徑向承載力和氣體泄漏量。采用基于二次開(kāi)發(fā)的MATLAB PDE Tools求解二維數(shù)值數(shù)學(xué)模型，并以雙排孔活塞模型作為研究對(duì)象，仿真分析各種活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其的影響，并驗(yàn)證一維解析數(shù)學(xué)模型和二維數(shù)值數(shù)學(xué)模型的可行性，以及模型應(yīng)用范圍。（3）氣缸活塞參數(shù)較多，合理統(tǒng)籌參數(shù)類(lèi)別，將靜態(tài)特性作為優(yōu)化目標(biāo)，提出一種受限約束優(yōu)化方法（COPT），通過(guò)與不同權(quán)值的加權(quán)優(yōu)化方法（WOPT1,WOPT2）對(duì)比，驗(yàn)證受限約束優(yōu)化方法（COPT）的可靠性和實(shí)用性。可根據(jù)用戶(hù)的需求選擇合適的活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化解集。（4）運(yùn)用AMESim和Simulink建立帶有氣體內(nèi)泄漏模塊的氣缸動(dòng)態(tài)模型。分別在不同的控制輸入（換向閥控制電壓給與時(shí)間Tstep、換向閥控制電壓Ustep）、激勵(lì)參數(shù)（供氣壓力Ps、負(fù)載質(zhì)量M）、活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能的仿真對(duì)比，驗(yàn)證靜態(tài)性能的重要性以及結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化對(duì)氣缸運(yùn)行中的重要影響。進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)，提出氣浮式無(wú)摩擦氣缸樣機(jī)的性能測(cè)試方法。

意大利UNIVER氣缸性能分析
氣缸是工業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的一種重要技術(shù)手段。氣缸作為氣動(dòng)系統(tǒng)中zui為常見(jiàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，摩擦力成為影響氣缸性能中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。結(jié)合氣缸發(fā)展，氣浮式無(wú)摩擦氣缸的研究得到關(guān)注。將氣浮軸承與低摩擦氣缸相結(jié)合，利用氣浮特性降低氣缸運(yùn)行時(shí)摩擦力，使其能夠運(yùn)用于精密控制以及高響應(yīng)控制等場(chǎng)合。