受Stribeck型摩擦的電氣油壓伺服系統之分析

Abstract

本論文主要探討油壓伺服系統受Stribeck型摩擦之影響。因為電氣油壓伺服系統的一 些非線笥特質，如壓力/ 流量特性、閥的泄漏、流量的飽和特性、磁滯現象及摩擦效 應等，使得系統變得相當複雜。本論文特別針對摩擦力作考慮，Stribeck型摩擦在控 制系統中是屬於非線性元件，使系統輸出可能出現一持續不斷的振動（或稱極限週值 ）。通常處理非線性方程式並無一般性的解決方法，但使用相等線性化技巧可得近似 解，描述函數是相等線性化方法之一。 本論文將採用描述函數方法來處理Stribeck型摩擦的非線性問題，而其中在速度趨近 於零的停滯狀況下，首次用“零速度區”觀念來修正Stribeck型摩擦的模型，並推導 出Stribeck型的描述函數方程式。由電氣油壓伺服系統的數學式子，建立起系統的方 塊圖，而Stribeck型摩擦以“N ”符號代表非線性元件。在非線性系統中，將區分成 線性與非線性兩大元件，其頻率響應上，由線性與非線性兩軌趿的相對位置、交點來 預測極限周值的振幅與頻率，並提供系統穩定消息。 最後用數值模擬方法，用不同的參數值，採用正弦波、步級與斜波等三種輸入，模擬 系統反應，並與預測之系統穩定情形及極限週值相比較，同時由輸出響應來了解電氣 伺服油壓系統受Stribeck型摩擦時之動態特性，觀察出滯滑現象、系統收斂或發散與 否及比較極限週值的關係。