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融合光纤感知的气动执行器夹持力控制策略研究
1
作者 李天梁 王量 裴青峰 《机床与液压》 北大核心 2024年第4期13-18,26,共7页
为了降低气动执行器夹持力/气压迟滞的影响,提高夹持力跟踪控制精度,提出一种基于Prandtl-Ishlinskii(P-I)逆模型的前馈补偿结合模糊PID的控制策略。分析气动执行器的夹持力/气压迟滞特性,通过初载曲线法辨识迟滞模型参数,建立P-I逆模型... 为了降低气动执行器夹持力/气压迟滞的影响,提高夹持力跟踪控制精度,提出一种基于Prandtl-Ishlinskii(P-I)逆模型的前馈补偿结合模糊PID的控制策略。分析气动执行器的夹持力/气压迟滞特性,通过初载曲线法辨识迟滞模型参数,建立P-I逆模型;设计融合FBG力感知的模糊PID控制算法,基于自制的FBG传感器实现夹持力反馈,通过标定实验验证传感器的静态特性。在Simulink中构建前馈补偿和融合FBG力感知的模糊PID相结合的复合控制器,完成与传统PID以及模糊PID控制器的夹持力控制仿真对比。仿真结果显示:前馈补偿可以降低稳态误差,提高控制精度。最后,在气动执行器夹持力控实验平台上开展动态跟踪实验,验证了所设计复合控制器的有效性。 展开更多
关键词 气动执行器 迟滞补偿 模糊PID控制 FBG力感知
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柔性气动执行器的研究现状和趋势 被引量:7
2
作者 周泉 张立彬 +1 位作者 杨庆华 阮建 《机电工程》 CAS 2003年第1期61-64,共4页
介绍了当前各种柔性气动执行器的研究背景、结构原理和最新研究进展 。
关键词 柔性气动执行器 气动人工肌肉 智能机器人 工业机器人
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基于MVRVM回归和RVM二叉树分类的自确认气动执行器故障诊断算法 被引量:9
3
作者 冯志刚 王茹 田丰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期842-849,共8页
为了解决自确认气动执行器的故障诊断问题,提出了一种基于多变量关联向量机(MVRVM)回归和关联向量机二叉树分类的气动执行器故障诊断方法,该方法利用多变量关联向量机回归建立气动执行器的正常模型,然后将实际输出与模型输出比较,产生... 为了解决自确认气动执行器的故障诊断问题,提出了一种基于多变量关联向量机(MVRVM)回归和关联向量机二叉树分类的气动执行器故障诊断方法,该方法利用多变量关联向量机回归建立气动执行器的正常模型,然后将实际输出与模型输出比较,产生残差作为气动执行器的非线性故障特征向量。以残差作为输入建立关联向量机二叉树多分类机,诊断气动执行器故障类型。利用DABLib生成的故障数据对所研究方法进行了验证,并与基于RVM一对一分类的故障诊断方法进行了比较,结果表明该方法是解决气动执行器故障诊断的小样本和非线性问题的一种有效方法。 展开更多
关键词 自确认气动执行器 关联向量机 多变量关联向量机回归 RVM二叉树分类 RVM一对一分类 故障诊断
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气动执行器与电动执行器的运行能耗分析 被引量:14
4
作者 张业明 蔡茂林 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期560-563,569,共5页
分析了气动执行器和电动执行器能量消耗过程,建立了气动执行器运行能耗计算模型,搭建了气动执行器和电动执行器的运行能耗实验系统.通过实验数据分析,得出两种执行器运行能耗的结论:①在长时间保持负载或作动不频繁的工况下,气动执行器... 分析了气动执行器和电动执行器能量消耗过程,建立了气动执行器运行能耗计算模型,搭建了气动执行器和电动执行器的运行能耗实验系统.通过实验数据分析,得出两种执行器运行能耗的结论:①在长时间保持负载或作动不频繁的工况下,气动执行器比电动执行器更节能,在频繁作动的工况下,电动执行器比气动执行器更节能;②在各种工况下,气动执行器的运行功率波动不大,电动执行器的运行功率波动较大. 展开更多
关键词 气动执行器 电动执行器 运行能耗 比能量
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气动执行器的全生命周期成本分析 被引量:6
5
作者 张业明 蔡茂林 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1006-1010,共5页
分析了气动执行器的能耗特点,结合空气消耗量和比能量概念,提出了一种气动执行器的能耗计算方法.为解决公用气动设备的购置成本划分问题,提出了一种用气设备成本均分法.结合生命周期成本的概念,建立了气动执行器基于用户的全生命周期成... 分析了气动执行器的能耗特点,结合空气消耗量和比能量概念,提出了一种气动执行器的能耗计算方法.为解决公用气动设备的购置成本划分问题,提出了一种用气设备成本均分法.结合生命周期成本的概念,建立了气动执行器基于用户的全生命周期成本模型(LCCBOU,Life-Cycle Costing Based On Users),进行了实例验证.该模型不仅适用于气动执行器的全生命周期成本分析,也适用于其它用气设备的成本分析.结果表明:用气设备成本均分法实现了气动系统成本的合理划分;气动执行器的LCCBOU模型通过了实例验证,并发现通过空压机的实时监控和气动系统的泄漏测量,LCCBOU模型结果能够做到更精确. 展开更多
关键词 气动执行器 生命周期成本 基于用户的全生命周期成本 比能量
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柔软型气动执行器技术展望 被引量:4
6
作者 韩建海 张河新 《液压与气动》 北大核心 2004年第6期1-3,共3页
文章介绍了柔软型气动执行器的概念、工作原理 ,着重叙述了日本的研究现状和应用前景 。
关键词 柔软型气动执行器 服务型机器人 柔顺性 加压控制 日本 研究现状
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气动执行器伺服定位模糊PID控制 被引量:3
7
作者 曹会发 陶国良 周洪 《机床与液压》 北大核心 2006年第9期137-138,142,共3页
针对气动系统的非线性,提出一种模糊PID控制算法,使用高速开关阀,对气动执行器进行伺服定位控制。实验结果表明,在不同条件下,控制算法都有较好的控制能力,系统具有良好的动态和静态特性。
关键词 气动执行器 模糊PID控制 PWM控制 伺服定位控制 高速开关阀
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气动执行器气动控制时间影响因子的理论分析 被引量:7
8
作者 赵洪铺 刘际 +2 位作者 刘永良 汪欢 任金天 《液压与气动》 北大核心 2018年第3期89-95,共7页
针对航征品牌具体型号的气动执行器,分析了其瞬态特性。结合工程热力学理论和流体数值模拟方法,提出了气动执行器必需空气质量概念,在此基础上建立了变量为空气质量流量的气动执行器动作时间计算模型。在实际参数变化范围内,运用控制变... 针对航征品牌具体型号的气动执行器,分析了其瞬态特性。结合工程热力学理论和流体数值模拟方法,提出了气动执行器必需空气质量概念,在此基础上建立了变量为空气质量流量的气动执行器动作时间计算模型。在实际参数变化范围内,运用控制变量和正交分析方法,分析了钢管长度、管径和弯头个数对气动执行器动作时间的影响规律,并确立了各个影响因素的优先级。根据气动执行器控制气路设计的实际情况,探索了气路异形化结构对气动执行器动作时间的影响规律,在此基础上进行了实例运用,验证了分析结果的正确性。 展开更多
关键词 气动执行器 空气质量流量 动作时间 正交分析 异形结构
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自确认气动执行器的故障诊断算法研究 被引量:2
9
作者 冯志刚 杨佳琪 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期785-791,共7页
为解决自确认气动执行器的故障诊断问题,本文提出一种基于自适应多核多分类关联向量机的气动执行器故障诊断方法。基于DAMADICS平台建立气动阀门仿真模型,利用DABLib模块生成故障数据,采用关联向量机回归原理,根据正常样本序列,构建数... 为解决自确认气动执行器的故障诊断问题,本文提出一种基于自适应多核多分类关联向量机的气动执行器故障诊断方法。基于DAMADICS平台建立气动阀门仿真模型,利用DABLib模块生成故障数据,采用关联向量机回归原理,根据正常样本序列,构建数据恢复模型,与实际执行器的输出值相比较,得到残差,完成特征提取。以残差作为输入,选用高斯核函数和多项式核函数的组合,建立多核多分类关联向量机,利用自适应粒子群遗传融合算法实现多目标核参数的优化,判断气动执行器的故障类型。实验结果表明,该方法有更高的建模精度和更好的实用性,实现了自确认气动执行器多故障诊断和分类。 展开更多
关键词 自确认气动执行器 故障诊断 关联向量机回归 多核多分类关联向量机 粒子群算法 遗传算法
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自确认气动执行器健康状况评估算法 被引量:1
10
作者 冯志刚 杨佳琪 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期133-140,共8页
为了解决自确认气动执行器健康状况评估的问题,提出了一种基于数据驱动的方法,利用执行器正常数据,建立关联向量机回归预测模型,与执行器实际输出作差,获得残差特征值作为事件集;定义健康、亚健康、故障边缘和故障等4个不同健康水平的... 为了解决自确认气动执行器健康状况评估的问题,提出了一种基于数据驱动的方法,利用执行器正常数据,建立关联向量机回归预测模型,与执行器实际输出作差,获得残差特征值作为事件集;定义健康、亚健康、故障边缘和故障等4个不同健康水平的评价指标作为目标对策集,选用正态分布函数和半梯形函数作为隶属度函数建立表述执行器性能退化程度的基准模型;利用层次分析法融合灰色关联算法和熵值法分别建立局部健康度和综合健康度的权值分配模型;最后采用最小二乘支持向量机确定健康水平。结果表明:该方法可以实现从整体和局部分别对气动执行器进行健康状况评估,具有较好的实用性,能够如实的反映自确认气动执行器的健康状况。 展开更多
关键词 自确认气动执行器 健康状况可信度 模糊综合评价 灰色关联 层次分析法 熵值法
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新型双气腔复合结构气动软体执行器设计与性能测试
11
作者 许建明 张宏杰 +1 位作者 侯妍妍 孙亮 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期114-120,共7页
为了提升双气腔复合结构气动软体执行器的抓取力输出性能和抓取稳定性,综合有限元分析和正交试验法,分析了快速、慢速气动网络结构弯曲变形、力输出能力的影响因素与相关规律,提出一种新型的双气腔复合结构气动软体执行器。该新型气动... 为了提升双气腔复合结构气动软体执行器的抓取力输出性能和抓取稳定性,综合有限元分析和正交试验法,分析了快速、慢速气动网络结构弯曲变形、力输出能力的影响因素与相关规律,提出一种新型的双气腔复合结构气动软体执行器。该新型气动软体执行器根部采用慢速气动网络,以增强执行器的结构刚度;执行器前部采用变高度快速气动网络,以充分利用该结构的变形能力。基础特性测试结果表明:新型双气腔气动软体执行器与改进前的执行器具有相似的变形能力,其最大末端输出力可达2.51 N,相较于改进前的执行器(2.04 N)提高了23.0%。抓取性能测试结果表明:当采用三指抓取模式时,新型执行器在包络抓取中能够保证执行器与目标物体之间的有效接触面积,能够稳定抓取质量为1 kg的砝码,是改进前最大抓取质量的2.5倍,展现出良好的应用前景。 展开更多
关键词 气动软体执行器 双气腔复合结构 气动网络结构 基础特性 抓取性能
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基于Simapro的气动与电动执行器生命周期评价 被引量:1
12
作者 张业明 蔡茂林 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1685-1690,共6页
在机械性能和工况相近的情况下,对3组气动执行器和电动执行器进行生命周期评价(LCA,Life Cycle Assessment),分析了气动和电动执行器的环境影响评价主要因素,确定了两种执行器的LCA研究范围、系统边界和时间边界,归纳了两种执行器制造... 在机械性能和工况相近的情况下,对3组气动执行器和电动执行器进行生命周期评价(LCA,Life Cycle Assessment),分析了气动和电动执行器的环境影响评价主要因素,确定了两种执行器的LCA研究范围、系统边界和时间边界,归纳了两种执行器制造过程的主要工艺和零部件的工艺特征,最后在Simapro 7.1中进行了两种执行器的评价框架建立和数据录入,根据Eco-indicator 99进行了两种执行器LCA对比分析.结果表明,执行器对资源的环境影响约占环境影响综合值的50%;机械性能和工况相近的气动和电动执行器,电动执行器的环境影响比气动执行器大. 展开更多
关键词 气动执行器 电动执行器 制造工艺 环境影响评价 生命周期评价
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基于LCCBPO气动与电动执行器系统成本研究
13
作者 张业明 蔡茂林 《机床与液压》 北大核心 2014年第13期52-55,共4页
以工业现场最常用的三组气动执行器和电动执行器系统为研究对象,分析了气动执行器和电动执行器的主要成本因素,基于生命周期成本LCC(life cycle cost),建立了两种执行器的LCCBPO(Life-cycle Costing Based on Product Owner)评价基准和... 以工业现场最常用的三组气动执行器和电动执行器系统为研究对象,分析了气动执行器和电动执行器的主要成本因素,基于生命周期成本LCC(life cycle cost),建立了两种执行器的LCCBPO(Life-cycle Costing Based on Product Owner)评价基准和计算模型。两种执行器的LCCBPO主要包括:购置成本、运行维护成本和报废回收成本。通过三组气动和电动执行器在常见工况下的应用数据,进行LCCBPO分析和验证。结果表明:在同样的负载能力和行程的条件下,气动执行器的购置成本比电动执行器低;有杆气缸的运行维护成本比电动执行器成本低;气动执行器的报废回收成本比电动执行器低。在点到点搬运工况下,气动执行器的全生命周期成本比电动执行器更经济实惠。 展开更多
关键词 气动执行器 电动执行器 生命周期成本 运行维护成本
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气/液相变驱动小型气动肌肉执行器实验 被引量:1
14
作者 陈粒 刘宁 《液压与气动》 北大核心 2021年第9期17-23,共7页
气动肌肉执行器重量轻、柔性好,被广泛应用于工业与研究领域。然而,用于驱动该执行器的气动设备使系统的尺寸过于庞大,为解决此问题,提出利用氟碳化合物气/液相变时膨胀做功来驱动气动肌肉执行器,选用金属陶瓷加热器加热氟碳化合物,使... 气动肌肉执行器重量轻、柔性好,被广泛应用于工业与研究领域。然而,用于驱动该执行器的气动设备使系统的尺寸过于庞大,为解决此问题,提出利用氟碳化合物气/液相变时膨胀做功来驱动气动肌肉执行器,选用金属陶瓷加热器加热氟碳化合物,使用PI控制器控制执行器的内部压力,制作拮抗驱动装置改善执行器作用力的动态特性。结果表明:气/液相变气动肌肉执行器内部产生的压力可以较好地跟踪参考输入信号;与空气驱动方式相比,采用气/液相变驱动时执行器的收缩率呈等值减小趋势;拮抗驱动装置能够改善气/液相变气动肌肉执行器作用力消失过程中的动力学特性。 展开更多
关键词 气动肌肉执行器 氟碳化合物 气/液相变 PI控制器 拮抗驱动
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一种新型气动肌肉执行器的结构设计与控制研究 被引量:4
15
作者 林华钊 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第7期1079-1085,共7页
传统的气动肌肉执行器存在结构单一、功能低下的问题,为此,基于蛇在蜿蜒运动时的灵感,提出了一种具有向两个相反方向弯曲能力的双弯曲型气动肌肉执行器(DB-PMA)。首先,以传统的收缩式气动肌肉执行器(CPMA)为切入点,描述了DB-PMA的机械结... 传统的气动肌肉执行器存在结构单一、功能低下的问题,为此,基于蛇在蜿蜒运动时的灵感,提出了一种具有向两个相反方向弯曲能力的双弯曲型气动肌肉执行器(DB-PMA)。首先,以传统的收缩式气动肌肉执行器(CPMA)为切入点,描述了DB-PMA的机械结构,包括DB-PMA仿生学设计基础以及DB-PMA的基本机械结构;然后,在“放松”、“加压”、“特殊”3种不同状态下,展开了对DB-PMA的相关运动学分析;并基于DB-PMA进行了实验,对实验结果进行了分析,将其与传统CPMA进行了性能方面的对比;最后,基于该执行器设计了一款软体机械臂,对该机械臂的性能进行了展示,并使用两种方法对其进行了优化改进,并对改进后的机械臂做了分析。研究结果表明:通过第一种改进方法可以使机械臂的最大弯曲角度增加到213°,通过第二种改进方法可以明显地使机械臂的控制更精准;相较于最初的机械臂,两种改进方法均能使机械臂的性能得到了明显的优化与改善。 展开更多
关键词 气压传动 双弯曲型气动肌肉执行器 收缩式气动肌肉执行器 运动学分析 软体机械臂 两指软夹持器 神经网络控制器
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基于EWT-DKELM的控制系统执行器故障诊断方法研究 被引量:7
16
作者 张文广 李浩瀚 +3 位作者 蔺媛 王维建 吴凯利 马艳华 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第4期444-451,共8页
采用现有的方法对控制系统执行器(气动执行器/电液执行器)进行故障诊断时,无法同时满足诊断的准确性和快速性要求,针对这一问题,提出了一种基于经验小波变换(EWT)和双核极限学习机(DKELM)的控制系统执行器故障诊断方法。首先,利用经验... 采用现有的方法对控制系统执行器(气动执行器/电液执行器)进行故障诊断时,无法同时满足诊断的准确性和快速性要求,针对这一问题,提出了一种基于经验小波变换(EWT)和双核极限学习机(DKELM)的控制系统执行器故障诊断方法。首先,利用经验小波变换对执行器故障信号进行了分解,得到了若干经验小波分量,以信息熵(IE)为依据筛选分量,计算了保留分量的模糊信息熵(FIE),构成了特征向量;其次,将小波核函数和RBF核函数引入至极限学习机(ELM)构造了双核极限学习机,以特征向量作为输入,进行了双核极限学习机模型训练和分类测试;最后,采用执行器故障半物理试验平台,对基于EWT-DKELM的方法进行了重复试验,以验证该方法的有效性。研究结果表明:经验小波变换能够有效分离执行器故障信号的各个独立模态,其提取的模糊信息熵特征具有较高的区分度;双核极限学习机的模型训练速度快、误差小,具有较高的分类准确率。 展开更多
关键词 控制系统执行器 气动执行器 电液执行器 经验小波变换 模糊信息熵 双核极限学习机
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脉冲输入式气动执行机构与计算机控制系统的互联
17
作者 韩忠旭 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 1999年第1期21-23,28,共4页
执行机构对调节系统的性能有很大影响。文章以一座2×350MW单元机组的电厂为实例,介绍一种脉冲输入式气动执行机构与计算机控制系统的互联方法。运行实践表明,应用该方法使整个电厂热工控制系统的故障率降低,运行安全、稳... 执行机构对调节系统的性能有很大影响。文章以一座2×350MW单元机组的电厂为实例,介绍一种脉冲输入式气动执行机构与计算机控制系统的互联方法。运行实践表明,应用该方法使整个电厂热工控制系统的故障率降低,运行安全、稳定、可靠。 展开更多
关键词 热工自动化 计算机控制 气动执行器 电厂
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智能气动阀门定位系统动态特性研究 被引量:1
18
作者 金纵横 尚群立 +1 位作者 于智利 田晓鹏 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第4期420-428,共9页
针对智能气动阀门定位系统数字孪生体的实现,提出一种可精确模拟气动继动器和执行器气室动作机理及气体动态特性的数学模型。在无需气体质量流量计的情况下,通过理论推导及实验在气动继动器动力学模型和等效质量流量模型中可变直径的节... 针对智能气动阀门定位系统数字孪生体的实现,提出一种可精确模拟气动继动器和执行器气室动作机理及气体动态特性的数学模型。在无需气体质量流量计的情况下,通过理论推导及实验在气动继动器动力学模型和等效质量流量模型中可变直径的节流孔板直径之间建立函数关系,对执行器气室多变过程建模,实现定位系统数字孪生体。数字孪生体实际运行测试以及模型仿真和实验对比验证了系统的可靠性。 展开更多
关键词 智能气动阀门定位系统 气动继动器 气动执行器 动态特性 建模 数字孪生体
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气动人工肌肉驱动关节特性研究 被引量:26
19
作者 隋立明 包钢 王祖温 《液压与气动》 北大核心 2002年第3期3-5,共3页
气动人工肌肉是一种具有良好柔性、出力 /重量比大的新型气动执行器。该文研究了由一对气动人工肌肉组成的关节模型 ,分析了它的静特性 ,并进行了实验研究。实验结果表明气动肌肉关节具有一些独特的特性。
关键词 人工肌肉 橡胶驱动器 关节模型 气动执行器
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气动人工肌肉特性分析的新方法 被引量:18
20
作者 杨钢 李宝仁 刘军 《液压与气动》 北大核心 2002年第10期22-25,共4页
基于对气动人工肌肉静态特性的分析 ,提出了将气动人工肌肉视为变截面积气缸的新的分析方法 ,运用该方法推导出了气动人工肌肉的动力学数学模型 ,并对气动人工肌肉的充放气过程进行了计算机仿真分析。该分析方法简单方便 。
关键词 气动人工肌肉 变截面积气缸 静态特性 动力学方程 仿真 气动执行器
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