论文摘要
目前的重载设备,比如飞行模拟器运动系统,一般都采用液压伺服系统驱动,使用大型伺服油缸作为执行元件,造成设备庞大,制造、维护费用高,液压油易泄漏、污染等缺点。如何克服上述缺点,一直是一个困难和富于挑战性的课题。其主要原因是这类设备的平均载荷一般较大、加速度高。若使用机械传动系统作为执行单元,其寿命太低,不能满足实际需要。冗余驱动可使用多驱动源分担驱动力。但是,由于机械传动系统刚度较大,工作过程中的运动误差会引起受力不均甚至瞬时载荷方向相反,从而导致驱动单元在一个工作循环内的平均载荷激增,严重损坏传动系统寿命。为避免这一问题,需使用力反馈控制。但是,在重载、高速场合使用力反馈控制,必须要使用动力特性好、承载能力强的力传感器,且控制算法复杂和非线性化,从而导致控制难度和制造成本的大幅度提高、控制的稳定性和鲁棒性下降。因此,从提高寿命的角度出发,构造合适的驱动单元,就成为重载设备实施电气-机械伺服系统驱动的关键。本文提出了一种自均力冗余驱动接口模块,使用双丝杠并联分担驱动力,并具有自均力效果,较好的解决了这个问题。具体研究的内容如下:1.研究了驱动冗余的工作机理,提出了一种自均力冗余驱动模块,研究了它的机构组成和工作原理,进行结构设计,并对它的优点进行分析。2.分析自均力模块均力误差的计算方法,包括最大载荷均力误差和瞬时载荷均力误差,然后根据计算表达式,对均力误差的影响因素进行分析,最后得出了减小均力误差的方法和本机构的自均力效果3.就效率、寿命和精度指标对本均力模块进行研究,得出它们的计算表达式,分析它们的影响因素和改善方法,并研究了本机构的性能。4.分析本机构的同步控制原理,设计了模糊PID控制器。5.以压力成形设备为应用背景,以前面的理论分析为基础进行实例设计计算,以实际计算的结果为依据对本机构的性能进行研究。