| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-10页 |
| ABSTRACT | 第10-12页 |
| 1 绪论 | 第21-57页 |
| 1.1 研究背景 | 第21-23页 |
| 1.2 低摩擦气缸的研究现状 | 第23-28页 |
| 1.2.1 传统低摩擦气缸 | 第23-24页 |
| 1.2.2 新型间隙密封低摩擦气缸 | 第24-25页 |
| 1.2.3 膜片式低摩擦气缸 | 第25-26页 |
| 1.2.4 嵌入空气轴承的低摩擦气缸 | 第26-27页 |
| 1.2.5 中国内地的低摩擦气缸的研究现状 | 第27-28页 |
| 1.3 气动力伺服系统的研究现状 | 第28-36页 |
| 1.3.1 气动伺服控制技术的发展 | 第28-32页 |
| 1.3.2 气动力伺服控制技术的研究现状 | 第32-35页 |
| 1.3.3 压力控制技术的研究现状 | 第35-36页 |
| 1.4 相关技术研究进展 | 第36-54页 |
| 1.4.1 静压气体轴承相关技术研究进展 | 第36-50页 |
| 1.4.1.1 静压气体轴承概述 | 第36-39页 |
| 1.4.1.2 静压气体轴承的基本结构 | 第39页 |
| 1.4.1.3 静压气体轴承的节流形式及其特性 | 第39-42页 |
| 1.4.1.4 静压气体轴承的均压腔特性 | 第42-43页 |
| 1.4.1.5 静压气体轴承气膜压力分布的数值求解方法 | 第43-50页 |
| 1.4.2 气动控制元件 | 第50-54页 |
| 1.4.2.1 比例流量阀 | 第50-51页 |
| 1.4.2.2 比例压力阀 | 第51-53页 |
| 1.4.2.3 高速开关阀 | 第53-54页 |
| 1.5 课题的研究意义及研究内容 | 第54-56页 |
| 1.5.1 课题的研究意义 | 第54-55页 |
| 1.5.2 课题的研究内容 | 第55-56页 |
| 1.6 本章小结 | 第56-57页 |
| 2 无摩擦气缸的结构设计与建模 | 第57-67页 |
| 2.1 引言 | 第57页 |
| 2.2 无摩擦气缸的结构与工作原理 | 第57-64页 |
| 2.2.1 基于静压气体轴承的气缸活塞 | 第58-59页 |
| 2.2.2 对称布置于活塞两侧的单向阀 | 第59-61页 |
| 2.2.3 浮动连接机构 | 第61-64页 |
| 2.3 气浮轴承的建模 | 第64-66页 |
| 2.4 本章小结 | 第66-67页 |
| 3 气膜压力的数值求解方法及气浮特性研究 | 第67-92页 |
| 3.1 引言 | 第67页 |
| 3.2 基于MATLAB的有限元计算方法 | 第67-77页 |
| 3.2.1 椭圆微分方程的标准形式 | 第68-70页 |
| 3.2.2 基于PDE工具箱的有限元计算 | 第70-71页 |
| 3.2.3 节流孔出口压力的确定 | 第71-73页 |
| 3.2.4 迭代求解气膜压力分布 | 第73-76页 |
| 3.2.5 耗气量与承载力的计算 | 第76-77页 |
| 3.3 气膜压力分布及基本特性 | 第77-80页 |
| 3.4 轴承的气浮特性 | 第80-85页 |
| 3.4.1 结构参数对轴承气浮特性的影响 | 第80-84页 |
| 3.4.1.1 均压腔的影响 | 第80-82页 |
| 3.4.1.2 均压带的影响 | 第82-84页 |
| 3.4.2 工作条件对轴承气浮特性的影响 | 第84-85页 |
| 3.5 基本假设的验证 | 第85-90页 |
| 3.5.1 基于Fluent的有限元计算 | 第85-88页 |
| 3.5.2 均压腔内的流场及压力分布 | 第88-90页 |
| 3.6 本章小结 | 第90-92页 |
| 4 气缸基本特性研究 | 第92-112页 |
| 4.1 引言 | 第92页 |
| 4.2 气缸内泄露特性分析 | 第92-93页 |
| 4.3 基于电容测微原理的活塞泄漏模型研究 | 第93-99页 |
| 4.3.1 偏心圆柱电容器 | 第93-95页 |
| 4.3.2 基于电容测微原理的气浮特性试验台 | 第95页 |
| 4.3.3 实验方案 | 第95-96页 |
| 4.3.4 实验结果及分析 | 第96-99页 |
| 4.3.4.1 耗气量模型 | 第96-98页 |
| 4.3.4.2 轴承正常工作的判断指标 | 第98-99页 |
| 4.4 气浮式无摩擦气缸的换向特性研究 | 第99-109页 |
| 4.4.1 换向特性分析 | 第100-101页 |
| 4.4.2 换向过程的建模与仿真 | 第101-103页 |
| 4.4.3 活塞的泄漏模型 | 第103-104页 |
| 4.4.4 仿真结果与分析 | 第104-105页 |
| 4.4.5 实验结果及分析 | 第105-109页 |
| 4.5 气缸摩擦力测试 | 第109-111页 |
| 4.6 本章小结 | 第111-112页 |
| 5 基于气浮式无摩擦气缸的商精度气动负载系统 | 第112-138页 |
| 5.1 引言 | 第112-113页 |
| 5.2 高精度气动负载系统 | 第113-119页 |
| 5.2.1 结构设计 | 第113-115页 |
| 5.2.2 控制系统的设计 | 第115-119页 |
| 5.3 系统建模 | 第119-124页 |
| 5.3.1 可变容腔的压力动态模型 | 第120-122页 |
| 5.3.2 气浮式无摩擦气缸的泄漏模型 | 第122-123页 |
| 5.3.3 比例方向阀的流量模型 | 第123-124页 |
| 5.3.4 系统的状态方程 | 第124页 |
| 5.4 混合模糊PID控制器的设计 | 第124-128页 |
| 5.5 系统仿真 | 第128-130页 |
| 5.6 实验研究 | 第130-137页 |
| 5.6.1 信号的滤波与微分 | 第130-131页 |
| 5.6.2 系统的稳态特性 | 第131-133页 |
| 5.6.3 系统的动态特性 | 第133-137页 |
| 5.7 本章小结 | 第137-138页 |
| 6 基于商精度气动负载系统的常规气缸负载特性测试及摩擦力测试 | 第138-156页 |
| 6.1 引言 | 第138页 |
| 6.2 常规气缸负载性能的测试 | 第138-150页 |
| 6.2.1 气缸负载性能的测试方法 | 第140-141页 |
| 6.2.2 基于高精度气动负载系统的常规气缸负载性能测试系统 | 第141-143页 |
| 6.2.3 气缸负载性能测试流程 | 第143-145页 |
| 6.2.4 标准规定的测试方法及试验结果 | 第145-146页 |
| 6.2.5 采用进口节流调速的气缸负载性能测试 | 第146-148页 |
| 6.2.6 轴向负载对气缸运动稳定性的影响 | 第148-150页 |
| 6.3 基于高精度气动负载系统的常规气缸摩擦力测试 | 第150-155页 |
| 6.3.1 基于高精度气动负载系统的常规气缸摩擦力测试系统 | 第150-152页 |
| 6.3.2 摩擦力测试的试验研究 | 第152-153页 |
| 6.3.3 负载对气缸摩擦力测试的影响 | 第153-155页 |
| 6.4 本章小结 | 第155-156页 |
| 7 总结与展望 | 第156-160页 |
| 7.1 论文总结 | 第156-158页 |
| 7.2 工作展望 | 第158-160页 |
| 参考文献 | 第160-171页 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 | 第171页 |
