气动技术以其传动速度快、无污染等显著优点,在工业生产的许多行业得到了广泛的应用,气动技术已成为现代控制中不可缺少的关键技术之一。但由于气动系统固有的强非线性、固有频率低等缺点,使得控制精度和稳定性难以达到理想的控制效果,限制其进一步应用和发展。因此,对气动系统进行深入的研究,采取合适的控制策略,提高气动系统的定位精度,具有重要的研究价值和现实意义。 本文首先根据气体特性,依据气体热力学理论,经合理的假设和推导,建立以无杆气缸和气动伺服阀构成的气动伺服位置控制系统的数学模型,并通过计算机数字仿真技术对系统特性进行分析和研究。在此基础上,对气动伺服位置控制系统进行了相应控制策略的研究。由于系统具有严重的非线性,采用经典控制方法(PID控制)难以获得理想的控制效果,从而引入神经网络控制策略,利用神经网络自学习、自适应、非线性映射等特点,设计出BP-PID-RBF的神经网络控制器,并进行了仿真。结果表明,这种控制策略,能明显地改善系统的动静态性能,可以实现气缸活塞全行程任意位置上的精确定位,定位精度高、响应快、跟踪效果好。并且从根本上解决了PID控制器参数选取难的问题,也从根本上弥补了系统在建模时忽略摩擦力引起的数学模型不准确的缺陷。