Abstract
本研究探討了對稱液壓缸中，因兩側壓力變化所造成之壓力階差，氣穴現象，及流量非對稱性對位置控制之影響及相關的設計問題。經由實驗及電腦模擬，本研究證實了壓力階差的存在，而且發現壓力階差之變換速度與伺服閥開口有正比之關係，因此在閉迴路控制時，有可能因閥開口太小而來不及顯現壓力階差現象。此外，本研究亦從數值解得知，漏損有減小壓力階差之效應，而且除了極端情形外，壓力階差與負荷並無顯著關係。至於壓力階差對位置控制之影響，本研究根據實驗觀察與模擬結果，以及由系統可觀測性之分析，皆未能發現過去學者所宣稱有損位置控制精度之情形。本研究經由分析與電腦模擬，發現非對稱液壓缸比對稱液壓缸更容易發生氣穴現象，而且活塞面積比愈大愈容易產生。在回授控制下，氣穴有使活塞位置輸出不平滑之效應。而本研究也發現，非對稱液壓缸除了在動態下有可能產生氣穴外，尚可能因負荷之因素在穩態下產生氣穴。而經由電腦計算，發現輸入頻率與系統自然頻率接近時，最容易產生氣穴。而防止氣穴之方法以增加黏滯阻力最為有效，增加漏損雖有防止高頻氣穴之效應，在低頻輸入時卻有反效果。對流量增益非對稱性在開迴路位置控制下導致輸出漂移的問題，本研究改進了過去輸入訊號挪移的方法，以配合實際負荷的改變。至於非對稱性對閉迴路位置控制所產生的偏移問題，本研究提出了依負荷對非對稱流量增益補償之方法，並提出了對稱操作點之觀念來減低非對稱性之影響。