朱 晓, 陶国良

(浙江大学 流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江 杭州 310027)



基于电容测微原理的气缸活塞泄漏研究

朱 晓, 陶国良

(浙江大学 流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江 杭州 310027)

针对气浮无摩擦气缸的活塞泄漏流量大且难以直接建模的特点,提出基于电容测微原理的活塞耗气量建模方法.以活塞外圆柱面与缸筒内壁构成的偏心圆柱电容器的电容为研究对象,以高精度的流量测试系统为基础,设计一套测量装置,研究气体轴承在单侧供气的情况下电容与供气压力及耗气量之间的关系.结果表明,活塞在缸筒内的偏心与电容呈现出显著的函数变化规律,可以作为研究活塞偏心的间接手段,提出活塞工作状态的指示变量及实现方法；以电容作为衡量活塞偏心的手段,以实验数据为基础建立供气压力与耗气量的离线数学模型,在保证精度的基础上避免了对活塞偏心直接测量,简化了建模工作.

电容测微; 活塞泄漏; 无摩擦气缸; 气体润滑

以流体为动力媒介的线性执行机构,活塞与缸筒之间通常是采用密封圈密封,可以保证泄漏量足够小,但引入了摩擦力. 摩擦力会对控制系统建模、控制器设计、低速稳定性等方面造成影响,学者投入了大量的研究. 与此同时,致力于消除摩擦力的研究也一直在进行,借助材料与工艺的进步,出现了很多新型无摩擦气缸. 气浮无摩擦气缸[1]根据静压气体轴承的原理设计……