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基于OPC技术的气动机械手多软件联合仿真

软件 2024年第1期45卷 7-12页

作者：张景生张晓鹏广东职业技术学院广东佛山528041 佛山米塔技术有限公司广东佛山528041

针对目前在PLC或气动课程教学过程中,人均实训设备数量少、课堂效率低、设备故障率高等问题,提出了通过OPC接口技术实现多个软件联合仿真的全虚拟系统。本文以气动机械手为例,运用MXOPCServer作为数据服务器来提供控制过程数据的访问接... 详细信息

针对目前在PLC或气动课程教学过程中,人均实训设备数量少、课堂效率低、设备故障率高等问题,提出了通过OPC接口技术实现多个软件联合仿真的全虚拟系统。本文以气动机械手为例,运用MXOPCServer作为数据服务器来提供控制过程数据的访问接口,实现气动软件FluidSIM、三菱PLC编程软件GXWorks2和机电一体化概念设计软件NXMCD等多软件的协同仿真与数据链接和嵌入。该方法投入到实际教学过程中,各软件间的数据交互实时同步,机械手运行达到预期效果,对提高设备设计效率,缩短调试时间和开发周期有一定的参考价值和借鉴意义。

关键词：气动机械手 FluidSIM GX Worsk2 NX MCD 多软件联合仿真

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气动机械手稳定运动的控制策略综述

液压与气动 2021年第12期45卷 27-37页

作者：陶鑫瑞高春艳陈璇潘政河北工业大学机械工程学院天津300401 河北工业大学电气工程学院天津300132

气动机械手由于具有驱动介质来源方便、成本低、工作环境要求低等优点,已经在自动搬运、自动上下料等场合中有着广泛的应用;但是由于自身非线性特性,其工作速度稳定性较差。从模糊控制、神经网络控制以及鲁棒控制3个方向分析了气动机械... 详细信息

气动机械手由于具有驱动介质来源方便、成本低、工作环境要求低等优点,已经在自动搬运、自动上下料等场合中有着广泛的应用;但是由于自身非线性特性,其工作速度稳定性较差。从模糊控制、神经网络控制以及鲁棒控制3个方向分析了气动机械手稳定运动控制策略的研究及应用,发现模糊控制和神经网络控制发展较为迅速,与其他控制理论融合的效果良好且实际应用比较成熟,而鲁棒控制发展较为缓慢且应用较少。根据现有研究成果推测,气动机械手稳定运动控制策略在未来将继续沿着控制理论融合与补充的趋势发展,为气动机械手在复杂动态环境的应用提供更精准、更稳定的控制方案。

关键词：气动机械手运动稳定性控制策略运动精度

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气动机械手的应用现状及发展前景

机床与液压 2007年第8期35卷 226-228页

作者：陶湘厅袁锐波罗璟昆明理工大学流体控制工程研究所昆明650093

随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点,气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。本文就气动机械手的应用现状和发展前景作了简单概述。

关键词：气动技术气动机械手应用与发展

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气动机械手的结构设计、分析及控制的研究

气动机械手的结构设计、分析及控制的研究

作者：齐进凯东华大学

学位级别：硕士

气动技术具有结构简单、价格低廉、无污染等一系列显著优点,在工业生产中得到越来越广泛的应用,已成为自动化不可缺少的重要手段,备受人们的重视。尤其是气动伺服定位技术已能使气缸在高速运动下实现任意点自动定位,而气动机械手也相应... 详细信息

气动技术具有结构简单、价格低廉、无污染等一系列显著优点,在工业生产中得到越来越广泛的应用,已成为自动化不可缺少的重要手段,备受人们的重视。尤其是气动伺服定位技术已能使气缸在高速运动下实现任意点自动定位,而气动机械手也相应得到发展,突破传统的定位方法,本人研究的就是基于气动技术的换刀机械手。本文首先介绍了机械手的一般结构设计原理,采用模块化的设计理念,利用Pro/E的族表和Pro/Toolkit等工具,对气动机械手进行参数化和系列化设计。本设计兼顾了使用上的专用性和设计上的通用性,便于标准化、系列化设计和组织专业化生产。接着作者设计了机械手的气动驱动系统,其中控制系统以西门子S7-200 PLC作为控制核心,以增量型编码器代替绝对型编码器节约了成本,根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案。采用D-H法建立了机械手的运动学方程以及拉格朗日方程建立了动力学方程,确定了各运动构件与末端执行器空间的位置和姿态关系以及机械手各关节运动和作用力之间的关系。然后,作者为了满足气动执行机构的定位精度、工作稳定和可靠

关键词：气动机械手参数化结构设计 PLC 气动伺服定位技术

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气动机械手速度伺服控制系统的研究

气动机械手速度伺服控制系统的研究

作者：李庆昆明理工大学

学位级别：硕士

气动系统具有结构相对简单、无污染、工作可靠、传动速度快、维护方便等一系列显著的优势,被广泛应用于机械制造业及其它行业中。然而由于受到气压传动技术本身固有的特性,如气体的压缩性大、气缸运动时的摩擦力非线性、比例伺服阀阀口... 详细信息

气动系统具有结构相对简单、无污染、工作可靠、传动速度快、维护方便等一系列显著的优势,被广泛应用于机械制造业及其它行业中。然而由于受到气压传动技术本身固有的特性,如气体的压缩性大、气缸运动时的摩擦力非线性、比例伺服阀阀口流量的非线性等因素的影响,使得气动系统的控制精度、响应速度和稳定性难以达到理想的效果,从而限制了气动技术的更广泛的应用。随着控制理论和技术的发展应用,在气动系统中采用适宜的控制策略,使得系统的动静态特性得到进一步提高成为了可能。本文总结和阐述了气动伺服控制和气动机械手技术的发展概况。在分析造成气动系统非线性因素的基础上,建立了气动机械手速度伺服系统的数学模型。采用了适宜的控制策略,对该系统进行了仿真分析研究,得到比较理想的控制效果。分析研究了气动伺服系统的气缸摩擦力特性,气动比例伺服阀的非线性以及气缸最小爬行速度的确定方法,并选择相应的气动元件构成气动机械手速度伺服系统。通过合理的线性化处理方法,对该系统进行了分析研究。在分析研究气缸和比例伺服阀机理的基础上,建立了气动机械手速度伺服控制系统的数学模型,并分析研究了气动伺服控制系统常用的控制策略的特点。针对PID控制、神经网络控制及PID和神经网络相结合的控制策略的不足之处,提出了一种适宜的控制策略即单变量PID神经元网络(SPIDNN)控制策略。对其结构和计算方法进行了分析,建立了基于单变量PID神经元网络控制的气动、机械手速度伺服控制系统。利用MATLAB/Simulink仿真软件和AMESim与MATLAB/Simulink软件联合仿真的方式对气动机械手速度伺服控制系统进行仿真研究。通过对基于PID控制和基于单变量PID神经元网络控制的系统的仿真结果对比可以看出,后者比前者具有更好的动静态特性。本文最后总结了气动机械手速度伺服控制系统的研究工作,并提出在以后时间里研究的重点和方向。

关键词：气动机械手速度伺服控制系统 PID神经元网络 AMESim MATLAB/Simulink

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气动机械手搬运物料精确定位控制系统设计

液压与气动 2012年第1期36卷 54-56页

作者：李庭贵泸州职业技术学院

运用S7-200 CPU-226 PLC,输出PTO脉冲信号控制3MD560步进电机驱动器,驱动步进电机57BYG350CL运动,从而控制气动机械手的旋转和抓放动作,实现机械手搬运物料的精确定位控制。实践表明,该系统控制简单、操作方便、运行可靠、定位准确,使... 详细信息

运用S7-200 CPU-226 PLC,输出PTO脉冲信号控制3MD560步进电机驱动器,驱动步进电机57BYG350CL运动,从而控制气动机械手的旋转和抓放动作,实现机械手搬运物料的精确定位控制。实践表明,该系统控制简单、操作方便、运行可靠、定位准确,使用效果良好。

关键词：气动机械手 PLC 步进电机气动控制定位控制

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气动机械手的结构设计及伺服控制研究

气动机械手的结构设计及伺服控制研究

作者：邓康一西安建筑科技大学

学位级别：硕士

气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点,特别适用于汽车制造业、食品和药品包装行业、化工行业、精密仪器制造业和军事工业等。为了增强机械手的通用性和互换性,... 详细信息

气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点,特别适用于汽车制造业、食品和药品包装行业、化工行业、精密仪器制造业和军事工业等。为了增强机械手的通用性和互换性,使同一机械手由于应用不同的模块而具有不同的功能,本文采用模块化气动机械手,对基座、立柱、手臂、手部等模块进行结构设计,便于机械手的标准化生产和使用。在机械手的结构设计分析中,根据D-H法建立了机械手的运动学模型,确定各连接杆件与末端执行器的空间位置和姿态关系;根据拉格朗日方程建立机械手动力学模型,确定各关节运动与作用力(或力矩)之间的关系。对机械手的定位控制分析,采用电气-气压伺服定位技术设计机械手的驱动系统,采用S7-200 PLC作为控制核心,根据机械手的工作流程制定控制方案,实现了机械手的任意点定位和无级调速。

关键词：气动机械手模块化设计运动学动力学电气-气压伺服定位系统

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气动机械手的开发研究与实验

气动机械手的开发研究与实验

作者：潘先耀燕山大学

学位级别：硕士

气动技术具有一系列显著优点，在工业生产中得到越来越广泛的应用，已成为自动化不可缺少的重要手段。进入90年代后，气动技术更突破传统死区，经历着飞跃性进展。气动伺服技术作为本学科的前沿研究领域，备受人们的重视。气动伺服定位... 详细信息

气动技术具有一系列显著优点，在工业生产中得到越来越广泛的应用，已成为自动化不可缺少的重要手段。进入90年代后，气动技术更突破传统死区，经历着飞跃性进展。气动伺服技术作为本学科的前沿研究领域，备受人们的重视。气动伺服定位技术已能使气缸在高速运动下实现任意点自动定位，而气动机械手也相应得到发展，突破传统的定位方法。基于包装机械等传输自动化上的需要，本人研发了一种新型的气动伺服定位分检机械手。全文基于气缸的热力学分析利用热力学建立了系统的动态数学模型，为全文进一步分析与讨论提供了基础与依据。对气动比例伺服阀的特性与研究状况进行了较为深入的研究，为伺服控制系统的高精度的定位控制提供了理论基础，改善系统性能提供了指针。同时对Festo公司气动定位系统的控制器SPC100做了深入的分析，分析控制器的设计原理及其控制特性，为机械手的研究设计做了控制上的保障，使系统能以高性能优化的状态进行工作。利用SPC100的优点结合PISA软件和S7—200，对其PLC信号控制系统做了设计，实现分检气动机械手，使机械手能按预定的顺序动作和任意位置的定位。实验表明机械手的各项指标均达到要求，控制特性良好。

关键词：数学模型气动伺服定位系统气动机械手分检 PLC

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气动机械手位置伺服控制系统的研究

气动机械手位置伺服控制系统的研究

作者：王秋菊湖南大学

学位级别：硕士

气动系统以其价廉、简单、抗污染能力强等特点，在工业自动化中得到愈来愈广泛的应用。气动伺服控制技术作为一种自动控制手段，在众多的工业领域中已经成功的获得了应用。本文在对气动位置伺服系统的特性进行研究的基础上，通过对控制... 详细信息

气动系统以其价廉、简单、抗污染能力强等特点，在工业自动化中得到愈来愈广泛的应用。气动伺服控制技术作为一种自动控制手段，在众多的工业领域中已经成功的获得了应用。本文在对气动位置伺服系统的特性进行研究的基础上，通过对控制策略的理论和实验研究，实现了气动位置伺服系统的高精度控制。气缸的摩擦力和阀的质量流量特性是影响气动位置控制系统的主要因素。本文首先对气缸的动静态特性进行了理论分析，通过实验来建立气缸的摩擦力、比例流量阀流量特性近似的数学模型，对电气机械手位置控制系统建立了非线性数学模型，并通过计算机仿真技术对系统特性进行研究，讨论了系统参数对系统性能的影响，得出系统对阶跃信号、方波信号等的响应特性。在此基础上，对气动位置伺服系统进行了相应的控制策略研究。由于系统具有严重非线性，经典控制方法(如PID控制)很难获得良好的控制效果，不适合于控制对象参数变化、非线性程度大等场合。神经网络具有很强的逼近非线性曲线的能力和泛化能力，即非线性映射能力。本文利用神经网络的学习功能，在线调整参数，抑制因参数变化对系统稳定性造成影响，成功设计出神经网络模型参考自适应控制器，并进行了仿真和实验研究。结果表明，同PID控制相比，本文所提出的控制策略能明显改善系统的动态性能。最后，设计并建立了气缸的性能检测系统以及气动位置伺服控制系统，编制出计算机辅助测试软件和系统控制软件，对气动位置伺服系统的控制性能进行了实验研究。

关键词：气动机械手非线性系统质量流量摩擦力神经网络