气动技术作为一种新型的机械传动技术,气动技术在工业自动化的各领域得到了广泛应用。气动系统应用中最广泛的是高速气缸,高速气缸的发展肩负着提高工业自动化生产水平和效率的重要使命。但是,高速气缸的缓冲能力,也就是当高速气缸在往复运动行程结束时,气缸冲击端盖所产生振动和磨损,严重地降低了气缸的寿命。因此,如今高速气缸技术发展的关键就在于研究如何提高气缸的缓冲能力。本论文主要分析对象就是高速气缸行程末端的缓冲问题,采用通过理论与实验相结合的方法,对高速气缸进行建模、仿真,并实验验证其动态特性和缓冲性能。通过综合的分析研究,进而找出如何提高缓冲性能的方法,提高高速气缸的整体性能。本论文基于空气动力学和热力学的相关理论,在气缸往复运动过程的不同进程,比如启动进程、加速进程、减速缓冲进程和残压释放进程,建立相应的理论模型。同时大量使用MATLAB的仿真功能,创建SIMULINK和GUI的仿真界面,并优化算法进行计算。对高速气缸的整个运动过程进行全面的仿真分析。本论文还根据理论模型,研究并成功的搭建了高速气缸往复运动测试台架。设计了简洁合理的气动控制回路,编制了相关试验流程,并编写了完整的测试程序。理论模型的研究和仿真的优化分析,提供了全面的试验依据,测试台架再对相关理论与所得的仿真结果进行科学测试,并将其和高速气缸通过一系列试验而获得的实际结果进行细致对比,以此来验证理论模型及其仿真模型所表现的精准性。在通过自主建模、仿真和试验验证的同时,吸取了前人的一些经验教训,对溢流缓冲结构进行了相应的完整分析。在经过反复的试验后,得出了传统溢流阀缓冲能力不足的结论。为优化这种缓冲结果,通过改变算法优化了传统溢流阀缓冲结构的相关参数。优化完的仿真结果与优化前进行比对,结果表明缓冲性能在经过优化后可以得到一定的改善。本文提出了一种背压灵活控制的气缸缓冲结构,来更好的提升高速气缸的动态特性和缓冲性能。根据这种结构构想,进行了相应的机械设计,并利用仿真软件建立模型进行仿真分析。仿真分析的结果显示,这种新型的缓冲构造可以使气缸在高速往复运动时达到良好的缓冲效果,提升了气缸的动态特性。而且,跟传统的溢流阀式的气缸缓冲结构相比,这种新型的缓冲结构有着更好的自主调节功能,使得高速气缸更加稳定可靠。本论文最终的研究成果显示,气缸的缓冲性能与负载质量和气源压力有直接的关系,通过合理调整背压控制可以有效的提升气缸的缓冲性能,并在此基础提出了新型的更优背压控制的缓冲结构。本论文的研究为进一步提高气缸性能、优化缓冲结构提供了一定的理论基础,也为缓冲结构的开发设计与验证提供了参考。