数控机床位置伺服系统的控制研究

发布时间：2024-04-07 19:11

　　数控机床以其稳定性好、加工效率高等特点被广泛地应用在制造业领域,其性能日益向高精准度、高可靠性发展。数控机床位置伺服系统是数控机床的重要组成部分,其位置精度很大程度上决定了数控机床加工精度。然而位置伺服系统是一个复杂的机电系统,系统的扰动转矩、机械传动装置的阻尼、摩擦因素以及外界干扰因素等都会加大系统控制的难度,给位置精度带来不利的影响。本课题以数控机床的位置伺服系统为研究对象,主要通过改进算法的方式来提高系统性能。本文主要研究内容如下:(1)对位置伺服系统的永磁同步电机和机械传动系统进行数学建模。对永磁同步电机模型的电压方程、转矩方程、磁链方程以及坐标变换过程进行了分析,建立了永磁同步电机的数学模型。随后建立了以电动机角位移为输入、以工作台位移为输出的机械传动系统模型。(2)设计了基于PI控制的位置伺服系统。选用PI控制方案对位置环、速度环和电流环进行设计,在分析矢量控制原理以及电压空间矢量脉宽调制的基础上,建立了基于PI的位置伺服系统仿真模块;对所得电流、转矩、转速和位置跟踪响应进行分析发现,PI控制器的控制效果并不理想,不适合应用在位置伺服系统中。(3)设计了两种基于MFAC控制...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图4一2常规PID控制的SIMLJLINK模型图

数控机床工作台位置伺服系统先进控制策略研究初步设置如图4一2所示:尹一、}匕‘一一一奋:im..兀取陇k福六万下eses丫.0”.，SP口二.沁一姐姐姐姐姐16.召召召，.岛.666书书书书书洲扣内淤呼2，0....

图1.1PID调节器方框图

置伺服系统控制算法一直是学者们研究的热点。近年来，随着现代控制理论和电机控制技术的发展，针对数控机床位置伺服系统的研究，国内外有很多学者利用了很多种算法，如模糊控制[7]，滑模控制[8]，迭代学习控制[9]，PID（proportion-integration-different....

图1.2模糊控制原理图

第1章绪论但较大的积分饱和会引起超调。(3)微分时间常数TD：TD越小，误差变化越能被抑制，但微分系数的增大会延长调节时间，降低抗干扰能力。由于在PID控制器中的微分器在实际的控制器中不容易实现，因此，有的学者将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对位置伺服系统进行PI控制。....

图1.3迭代学习控制原理图

浣峁故视糜诜窍咝韵低常?哂邢煊?臁⒊?餍?抗干扰能力强等特点，但是容易产生抖振，所以一般将滑模变结构控制与其他控制相结合来实现数控机床位置伺服系统的控制。1.3.4迭代学习控制迭代学习控制的被控对象一般都为可重复的，即，在每一次重复运行时，被控系统的向量函数所表达的函数关系一定，....

本文编号：3947836