基于FX2N+PLC控制的实验用气动机械手设计

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基于FX2N PLC控制的实验用气动机械手设计

作者：杨后川， 杨萍， 陈勇， 张学明， YANG Hou-chuan， YANG Ping， CHEN Yong， ZHANG Xue-min

作者单位：空军第一航空学院502#,河南,信阳,464000

刊名：

液压与气动

英文刊名：CHINESE HYDRAULICS & PNEUMATICS

年，卷(期)：2009，(2)

被引用次数：2次

参考文献(5条)

1.杨后川.张学民.陈勇SIMATIC S7-200可编程控制器原理与应用 2008

2.赵燕.周新建可编程控制器原理与应用 2006

3.HIMEJI工作室三菱FX2N系列微型可编程控制器使用手册 1999

4.赵美宁.王佳自动供料机械手的PLC控制系统设计[期刊论文]-液压与气动 2007(09)

5.杨后川.高昆.陈勇某型飞机起落架收放作动筒液压测试系统PLC控制设计 2007(02)

相似文献(10条)

1.期刊论文聂彤.Nie Tong多机械手气动系统的设计方法-液压与气动2001(3)

简要介绍了非标生产线中，多机械手气动系统设计的基本方法，以及应注意的一些问题。

2.学位论文赵升奇气动位置控制系统建模及控制策略研究2003

气动系统具有许多显著的优点，在工业自动化中得到愈来愈广泛的应用。气动比例位置控制系统由于其价廉、简单、抗污染能力强，已成为气动伺服技术中的重要课题。但是由于气体的压缩性、系统的非线性等因素的影响，使得气动比例位置控制系统难以获得满意的性能。本文对气动比例伺服控制系统的基本特性和控制系统方法进行了研究。本文共分五章。第一章综述了气动技术以及气动伺服系统的研究与发展现状。第二章分析了气动比例位置控制系统重要参数的实验测量以及系统的非线性数学模型和线性数学模型。第三章主要是控制系统控制器的设计，针对常规PID算法的缺点，本文将PID与神经网络相结合，利用神经网络的自学习功能实时的改变控制器的参数。同时对仿真方法做了改进，利用第二章所建立的非线性数学模型进行了仿真，对系统的运行和设计具有指导意义。第四章研究了二自由度气动机械手的平面定位问题。气动机械手在工作过程中参数会不断发生变化，给控制器的设计带来很大困难。实验结果表明，由于单神经元PID控制器的自学习、自适应的特点，成功地实现了气动机械手的平面定位问题。最后是全文的结论与展望。

3.期刊论文杜玉红.李修仁.DU Yu-hong.LI Xiu-ren生产线组装单元气动搬运机械手的设计-液压与气动2006(5) 该设计是应用于某公司物流搬运的气动机械手,机械手设计参数的选择和机械结构的设计主要是针对生产的小型元件,该机械手既可以用于搬运小型零件,也可供教学、实验使用.该机械手采用气动系统,利用可编程序控制器进行控制,通过实验调试,运行结果正确.

4.期刊论文周鸿杰.骆敏舟.李涛.徐林森.胡晓娟.ZHOU Hongjie.LUO Minzhou.LI Tao.XU Linsen.HU Xiaojuan基

于PLC的工业取料机械手系统设计-工业仪表与自动化装置2010(3)

介绍了一种基于PLC控制的工业取料机械手,设计了取料机械手的机械结构和气动系统,并给出了PLC控制系统的软硬件设计和步进电机运行速度控制设计,该系统应用于注塑行业,具有稳定可靠的性能,提高了生产效率.

5.学位论文陈小俭气动机械手位置伺服控制系统及控制策略的研究2005

由于气动技术具有传动速度快、元件结构简单、无污染、维护方便和成本低廉等一系列显著优点，使其在工业生产的许多部门及医疗器械等行业中得到了广泛的应用，气动技术已成为自动化不可缺少的重要手段，气动伺服技术作为前沿研究领域，已备受人们的重视。但由于气动系统固有的强非线性和摩擦力的影响，使得控制精度和稳定性难以达到理想的效果，限制了气动技术在工业上的应用。因此对气动位置系统进行研究，采用适当的控制方法改善定位时的缓冲特性，提高工作速度，实现任意位置的精确定位，就成了当前研究的重要课题。

本文对由伺服阀和无杆气缸组成的气动伺服位置控制系统进行了数学建模和控制研究。首先对气动伺服位置控制系统进行系统的分析，并建立气动位置伺服控制系统的数学模型。由于气体具有压缩性、气体通过阀口流量的非线性和气缸存在摩擦力等原因，气动系统实际上属于非线性时变系统。

其次介绍气动伺服位置控制实验系统的软件和硬件的组成及工作原理，并进行了实验系统软硬件环境的配置。最后针对该气动伺服位置控制系统的特点，重点对控制策略进行研究，设计控制方案，并通过计算机仿真验证方案的可行性和有效性。由于BP神经网络在一定条件下可以逼近任意非线性函数，并具有自学习、自适应等特点，适用于对非线性系统进行控制。因此，本文在常规PID和神经网络控制的基础上，提出神经网络PID控制的控制策略，设计了控制器，并进行仿真。仿真结果证明神经网络PID控制器用于气动伺服位置控制的可行性和有效性，以及采用该控制器的实验系统可以实现气缸活塞全行程任意位置上的精确定位，定位精度可达±0.1mm，具有较快的响应速度，具有较强的鲁棒性，完全能够满足工业机械手的定位要求，具有较高的工程应用价值。

6.期刊论文杨后川.冯春晓.陈勇.YANG Hou-Chuan.FENG Chun-Xiao.CHEN Yong实验用气动机械手的PLC控制设计

-机电产品开发与创新2009,22(1)

介绍了实验用气动机械手的PLC控制设计过程,在分析控制要求的基础上,设计气动系统,选用S7-200CPU226控制器.并设计出相应控制程序.控制程序采用"化整为零", "积零为整"的模块化设计思想,控制程序运行效率高,可读性好.该实验机械手性能稳定、成本相对较低,能很好地满足实验教学与科技创新设计需要.

7.学位论文王淑滨基于反馈线性化的气动系统控制器的设计2001

该文应用反馈线性化方法对气动系统控制器进行设计和仿真分析.该文首先用机理建模的方法建立了用比例流量阀控单自由度和双自由度气动位置伺服系统的模型.对于双自由度关节式气动机械手,建立了它的动力学模型.第三章根据所得的单自由度和双自由度气动位置伺服系统的非线性模型,进行了直接反馈线性化.反馈线性化方法可将非线性对象处理为伪线性系统,从而应用线性系统理论丰富的结果对系统进行设计.该文给出了单自由度和双自由度关节式气动位置伺服系统的反馈线性化过程,使系统化为一个多积分器串联形式的伪线性系统.对反馈线性化后得到的模型设计状态反馈控制器,进行极点

配置,使闭环系统具有较好的动态性能.而后对系统进行仿真分析.该文对比例流量阀控单自由度气动系统进行了实验分析.

8.期刊论文马骏骑.陈从平.杨用.杨启敏.陆芳纳液压驱动气吸式机械手的研制-昆明理工大学学报2001,26(5)

介绍一种两自由度液压驱动式上料机械手, 包括其机构设计、工作原理及液压气动系统. 该机械手已用于阴极板自动生产线种板的自动供给.

9.期刊论文陈宝江.CHEN Bao-jiang一种包装机械手气动控制系统的研究-包装工程2008,29(7)

为了实现对短小丝条状物料的自动连续包装充填与计量,开发设计了包装充填机械手,机械手的水平运动采用带调速机构的阀控气缸实现分段调速,垂直运动采用PLC-PWM气动高速开关阀实现定位精度和速度控制;机械手料手的抓料和卸料采用简单阀控气缸控制,以满足快速、高精度和低成本的要求.开展了实验研究,机械手竖直定位精度小于2mm,循环时间小于6s,满足控制指标要求.

10.学位论文李超气动通用上下料机械手的研究与开发2003

该文简要地介绍了工业机器人的概念,机械手的组成和分类,机械手的自由度和座标型式,气动技术的特点,PLC控制的特点及国内外的发展状况.该文对机械手进行了总体方案设计,确定了机械手的座标型式和自由度,确定了机械手的技术参数.同时,分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;设计了机械手的手腕结构,计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩;设计了机械手的手擘结构,设计了手臂伸缩、升降用液压缓冲器和手壁回转用液压缓冲器.设计出了机械手的气动系统,绘制了机械手气压系统工作原理图.对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究,大大提高了绘图效率和图纸质量.利用可编程序控制器对机械手进行控制,选取了合适的PLC型号,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,画出了机械手的工作时序图和梯形图,并编制了可编程序控制器的控制程序.

引证文献(2条)

1.刘丽华基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手设计[期刊论文]-液压与气动 2010(3)

2.王红梅.方贵盛基于PLC与步进电机的气动搬运机械手控制[期刊论文]-液压与气动 2009(11)

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/da17291269.html,/Periodical_yyyqd200902010.aspx

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下载时间：2011年3月10日