伺服電動(dòng)缸的國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外公司和科研機(jī)構(gòu)對(duì)伺服電動(dòng)缸的研發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)，最早可以追溯到1978年，典型產(chǎn)品是由Davies最先提出的基于閉環(huán)控制器的電動(dòng)線性執(zhí)行器。隨后，更多的企業(yè)在伺服電動(dòng)缸的研發(fā)上投入了大量的成本，例如：美國(guó)的Danaher 公司、Parker 公司，以及日本的Cosmic公司、德國(guó)的Bosch公司。這些國(guó)際知名公司的產(chǎn)品代表了伺服電動(dòng)缸研制的最高水準(zhǔn)，引領(lǐng)著伺服電動(dòng)缸產(chǎn)品的未來(lái)和發(fā)展方向。

美國(guó)的Danaher 公司是全球領(lǐng)先的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品供應(yīng)商之一，涉及伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制器、精密伺服電動(dòng)缸等多種產(chǎn)品。該公司研發(fā)的ECT系列電缸的最大行程可至2000mm，加載力可至38000N，速度可至1.2m/s，重復(fù)定位精度可至0.05mm，反向間隙為0.25mm，可用于惡劣環(huán)境下的設(shè)備精確定位、壓力加載等多種場(chǎng)合。目前，該公司不斷致力于提高伺服電動(dòng)缸的產(chǎn)品性能，逐步替代液壓、氣動(dòng)的傳統(tǒng)加載方式，擴(kuò)大伺服電動(dòng)缸的使用范圍。美國(guó)Parker公司研發(fā)的ET系列電動(dòng)缸在行程、承載能力、精度、可靠性等方面都處于國(guó)際先進(jìn)水平，該系列電動(dòng)缸的行程可至2400mm，速度可至 1.3m/s，重復(fù)定位精度可至H0.0Imm。正是由于其推力較大、控制精度較高、行程較大，該伺服電動(dòng)缸被廣泛應(yīng)用于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)、紡織設(shè)備、航天設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。

為了進(jìn)一步滿足重型裝備行業(yè)的使用需求，德國(guó)Bosch公司設(shè)計(jì)制造的EMC系列伺服電動(dòng)缸的推力最高可達(dá)105kN，速度最高可達(dá)100mm/s；日本Cosmic公司研究制造了DG系列伺服電動(dòng)缸，該系列伺服電動(dòng)缸推力最高可達(dá)300kN，速度最高可達(dá)30mm/s，密封性好，能夠在惡劣的環(huán)境下可靠工作。重型伺服電動(dòng)缸廣泛用于伺服沖壓和成型、起吊運(yùn)輸?shù)仁褂脠?chǎng)合，在一定程度上加快了替換液壓加載系統(tǒng)的進(jìn)程。Ordonez在巨型射電天文望遠(yuǎn)鏡的研究設(shè)計(jì)中，將伺服電動(dòng)缸用于驅(qū)動(dòng)Stewart平臺(tái)，采用自適應(yīng)PID算法對(duì)平臺(tái)的伺服帶寬進(jìn)行優(yōu)化，解決了并聯(lián)平臺(tái)的高精度位置跟蹤問(wèn)題。Asghar Taheri等人在三自由度平臺(tái)控制系統(tǒng)中提出了PID加前饋補(bǔ)償?shù)目刂撇呗裕⑼ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)證明了其算法對(duì)三自由度平臺(tái)位置精度的有效性。