气动薄膜执行机构模型优化及参数辨识

• 作者: 金纵横 李世伟 尚群立 浙江工业大学信息工程学院
• 来源期刊: 计算机测量与控制
• 学科: 工学
• 关键词: 气动薄膜执行机构 Karnopp摩擦模型 多元线性回归 最小二乘法 参数辨识
• 年，卷（期）: 2024,（9）
• 所属期刊栏目: 设计与应用
• 页码范围: 213-219
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2023.09.031

摘要

在气动调节阀中，针对智能电气阀门定位器控制算法的开发通常需以气动薄膜执行机构模型为基础；本研究对应用于气动薄膜执行机构的传统Karnopp摩擦模型进行了优化，对动静摩擦判断条件DV(临界速度)进行修改，修改后的模型解决了DV如何选取这一问题；同时对传统气动薄膜执行机构模型的参数辨识方法进行改进，将多元线性回归和最小二乘法应用于估算气动薄膜执行机构中移动部件质量，弹簧刚度系数，预紧力，库伦摩擦和粘滞摩擦系数，通过实际气室压力和估计气室压力的标准误差σ、相关系数R2与参数向量α中每个参数对应的p-value三个指标来决定参数的选取结果；将摩擦模型整合进气动薄膜执行机构动力学模型中，通过仿真和实验验证了参数辨识方法有效性；在开环不同幅值的阶跃信号和随机信号激励下进行仿真和实验对比，结果表明，整合后的摩擦模型能准确模拟气动薄膜执行机构的动态过程，该模型和参数辨识方法同样适用于其它机械装备。