近年來國內(nèi)航空工業(yè)發(fā)展迅速,對飛行器的輕量化設(shè)計提出了更高標準,飛機用自潤滑關(guān)節(jié)軸承的安裝與固定是輕量化設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。關(guān)節(jié)軸承安裝與固定工藝理論的研究,相關(guān)技術(shù)成果向生產(chǎn)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化都對設(shè)備有極大需求,為此本文研制了一臺伺服控制的關(guān)節(jié)軸承安裝與固定設(shè)備,并對其機電系統(tǒng)進行研究。主要工作內(nèi)容包括:根據(jù)關(guān)節(jié)軸承的安裝與固定工藝要求設(shè)計了設(shè)備的機械系統(tǒng)和測控系統(tǒng);利用有限元軟件完成了主軸箱機械傳動零部件的剛度分析,得到傳動機構(gòu)總變形量與主軸載荷之間的線性關(guān)系,為主軸下壓量在線檢測提供校正數(shù)據(jù)。建立了設(shè)備機械傳動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,研究了機械參量對機械傳動系統(tǒng)動態(tài)特性的影響,優(yōu)化了滾珠絲杠的選型;完成了設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)建模,通過Simulink仿真研究對主軸轉(zhuǎn)速伺服控制系統(tǒng)、主軸進給伺服控制系統(tǒng)的控制參數(shù)進行整定,設(shè)計的PID控制器可以實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速、加載力和進給速度的高性能控制。利用機電系統(tǒng)的研究成果對設(shè)備進行調(diào)試,然后進行設(shè)備的工作性能試驗。加載性能試驗證明主軸進給系統(tǒng)的加載精度和穩(wěn)定性滿足工藝需求,關(guān)節(jié)軸承的安裝與固定試驗證明研制的設(shè)備可以高質(zhì)量完成軸承的安裝與滾鉚固定工藝�；谀：刂评碚撛O(shè)計了參數(shù)自整定的模糊PID控制器,對比仿真證明模糊PID控制器調(diào)節(jié)下的主軸進給系統(tǒng)響應(yīng)速度、動態(tài)跟隨性能、抗擾能力優(yōu)于使用PID控制器的系統(tǒng),為設(shè)備電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V229
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 自潤滑關(guān)節(jié)軸承簡介
    1.2 關(guān)節(jié)軸承的安裝與固定工藝發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 關(guān)節(jié)軸承的安裝工藝研究
        1.2.2 關(guān)節(jié)軸承的固定工藝研究
    1.3 關(guān)節(jié)軸承安裝與固定裝備發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 研究目的及意義
    1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 關(guān)節(jié)軸承安裝與固定設(shè)備研制
    2.1 設(shè)計要求
    2.2 總體方案設(shè)計
        2.2.1 關(guān)節(jié)軸承安裝工藝的實現(xiàn)
        2.2.2 關(guān)節(jié)軸承滾鉚固定工藝的實現(xiàn)
    2.3 主軸進給系統(tǒng)設(shè)計
        2.3.1 關(guān)節(jié)軸承壓入力的計算
        2.3.2 彈性環(huán)節(jié)的設(shè)計
        2.3.3 齒輪齒條傳動機構(gòu)設(shè)計
        2.3.4 主軸系統(tǒng)設(shè)計
        2.3.5 主軸進給電動缸選型
    2.4 主軸轉(zhuǎn)動調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計
        2.4.1 花鍵主軸設(shè)計
        2.4.2 調(diào)速電機選型
    2.5 測控系統(tǒng)總體設(shè)計
        2.5.1 控制系統(tǒng)設(shè)計思路
        2.5.2 伺服電機控制模式選擇
        2.5.3 設(shè)備方案展示
    2.6 機械傳動零部件剛度校核
        2.6.1 零部件剛度對主軸下壓量的影響
        2.6.2 零部件剛度對主軸加載力的影響
    2.8 本章小結(jié)
第3章 設(shè)備機電系統(tǒng)研究
    3.1 機械傳動系統(tǒng)動態(tài)特性分析
        3.1.1 傳動機構(gòu)建模
        3.1.2 機械參量的折算
        3.1.3 機械傳動系統(tǒng)仿真
    3.2 電氣控制系統(tǒng)建模
        3.2.1 伺服電機坐標轉(zhuǎn)換原理
        3.2.2 靜坐標系下伺服電機的狀態(tài)方程
        3.2.3 伺服電機的數(shù)學(xué)模型
        3.2.4 主軸載荷及轉(zhuǎn)速控制原理
        3.2.5 電氣控制系統(tǒng)電流環(huán)分析
        3.2.6 電氣控制系統(tǒng)速度環(huán)設(shè)計
    3.3 主軸轉(zhuǎn)速伺服控制研究
        3.3.1 pid控制原理
        3.3.2 調(diào)速系統(tǒng)電流環(huán)動態(tài)特性分析
        3.3.3 調(diào)速系統(tǒng)速度環(huán)動態(tài)特性分析
    3.4 主軸進給系統(tǒng)伺服控制研究
        3.4.1 主軸進給系統(tǒng)建模
        3.4.2 主軸加載性能分析
        3.4.3 主軸進給系統(tǒng)的安裝性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 設(shè)備的工作性能試驗
    4.1 試驗?zāi)康募皟?nèi)容
    4.2 設(shè)備調(diào)試
        4.2.1 設(shè)備開機前檢查
        4.2.2 主軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)調(diào)試
        4.2.3 主軸進給系統(tǒng)空載調(diào)試
    4.3 主軸進給系統(tǒng)的加載性能測試
    4.4 設(shè)備安裝與固定軸承的性能試驗
        4.4.1 試驗大綱
        4.4.2 試驗流程
        4.4.3 試驗結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 主軸進給系統(tǒng)控制策略優(yōu)化
    5.1 模糊推理系統(tǒng)
    5.2 主軸進給系統(tǒng)的模糊pid控制器設(shè)計
        5.2.1 隸屬函數(shù)的建立
        5.2.2 模糊推理規(guī)則庫的建立
        5.2.3 模糊推理系統(tǒng)的動態(tài)特性
        5.2.4 模糊控制器的參數(shù)整定
    5.3 模糊pid控制的主軸進給系統(tǒng)建模
    5.4 主軸進給系統(tǒng)性能對比分析
        5.4.1 基于模糊pid控制的主軸加載系統(tǒng)研究
        5.4.2 復(fù)合控制器對主軸下壓速度的影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)
附錄一
附錄二
附錄三

【參考文獻】

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本文編號：2881420