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基于滑模控制的长气管气缸位移伺服系统研究
  • ISSN号:1002-0470
  • 期刊名称:《高技术通讯》
  • 时间:0
  • 分类:TP13[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]天津大学机械工程学院,天津300072, [2]天津人民医院影像中心,天津300121
  • 相关基金:国家自然科学基金(51175373),教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-1043625)和国家重点实验室开放基金(MSV-2010-22)资助项目.
中文摘要:

针对长气管的时滞特性问题,进行了基于滑模控制的具有长气管的比例阀控气缸位移伺服控制系统的特性研究。在建立比例阀控气缸系统、气缸摩擦力及长气管的数学模型的基础上,采用线性化方法,对系统模型进行线性化,并在此基础上建立了滑模控制器。结合Matlab/Simulink进行了系统仿真,结果表明滑模控制能使该系统具有较高的控制精度及轨迹跟踪能力,且对气管长度及负载重量等系统参数的变化在较大范围具有较强的鲁棒性。最后,结合自主研发的具有长气管的气动核磁兼容针刺手术机器人,对该控制器进行了实验验证,实验结果表明其控制性能良好且具有较高控制精度。

英文摘要:

The characteristics of a pneumatic cylinder position servo control system were investigated. This kind of systern was controlled by proportional valves and a sliding-mode control algorithm. The delayed effect of the long air hose was considered. The system model was built, which was composed of the three models of pneumatic cylinder con- trol, friction of pneumatic cylinder, and long air hose. Based on the linearization of the model, a sliding-mode con- troller was designed. The controller simulation was carried out using Matlab/Simulink, and the results indicated that during the variation of the length of the air hose and the load mass of the system, the sliding mode controller had the ability of high control precision, good trajectory tracking stability in a large range. Finally, the experimen- tal validation was conducted with a pneumatic cylinder-actuated magnetic resonance (MR) compatible robot with long air hose, which was invented by this research team. The results showed that the controller could achieve good control performance and high control precision.

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期刊信息
  • 《高技术通讯》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国科学科技部
  • 主办单位:中国科学技术信息研究所
  • 主编:赵志耘
  • 地址:北京市三里河路54号
  • 邮编:100045
  • 邮箱:hitech@istic.ac.cn
  • 电话:010-68514060 68598272
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0470
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2770/N
  • 邮发代号:82-516
  • 获奖情况:
  • 《中国科学引文数据》刊源,《中国科技论文统计与分析》刊源
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘
  • 被引量:12178