水下機械手液壓控制系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、作為人類探索和開發(fā)海洋的助手，水下機器人在海洋開發(fā)領域有著多方面的用途。水下機械手是水下機器人的重要組成部分，其液壓控制系統(tǒng)目前大多采用電液伺服控制，但由于伺服閥的成本昂貴、對工作環(huán)境要求較高等缺陷，本文嘗試將電液比例控制應用到水下機械手的液壓控制系統(tǒng)中，對其進行設計和研究。
　　 本文通過對水下機械手國內(nèi)外研究的分析，對其外部布置和整體結構進行設計。根據(jù)工作要求，對水下機械手進行了自由度和運動學的研究，確定6個自由度的水下機械

2、手為本文研究對象。設計其關節(jié)模型，利用三維繪圖軟件PRO/E對其進行三維模型繪圖，并根據(jù)模型對水下機器人內(nèi)部液壓系統(tǒng)進行設計研究，設計水下機械手的電液比例控制系統(tǒng)。通過對電液比例閥中的比例放大器、先導閥、主滑閥等數(shù)學模型的構建得出電液比例閥的傳遞函數(shù)，又通過對滑閥流量方程、液壓缸流量連續(xù)性方程和液壓缸和負載的力平衡方程等數(shù)學模型的創(chuàng)建，得出液壓缸及其負載的傳遞函數(shù)，與位移傳感器反饋方程結合，為進行之后的系統(tǒng)仿真構建水下機械手電液比例控制

3、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并根據(jù)實際情況對各數(shù)學模型進行合理的化簡。
　　 本文對現(xiàn)有機械手控制方式進行分析，選定控制方式為主從對稱雙向型控制系統(tǒng)，建立大臂主從手控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，對相關參數(shù)進行計算和選取，利用Matlab/Simulink軟件對系統(tǒng)性能進行仿真分析，并利用PID校正來提高系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制精度以及穩(wěn)定性，最后通過對仿真結果的分析，驗證了電液比例控制系統(tǒng)在水下機械手液壓系統(tǒng)中的可行性，滿足水下機械手對定位和控制精度要求