本文關(guān)鍵詞：復(fù)合式鏜銑加工中心電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高檔數(shù)控機(jī)床的機(jī)電一體化聯(lián)合仿真技術(shù)及控制參數(shù)優(yōu)化是我國精密、高精密加工技術(shù)發(fā)展中急切需求的核心技術(shù)之一。機(jī)電一體化系統(tǒng)性能的質(zhì)量決定了機(jī)械加工設(shè)備的工作能力與加工精度等性能指標(biāo)。機(jī)電一體化由控制子系統(tǒng),機(jī)械子系統(tǒng),液壓氣壓驅(qū)動系統(tǒng)等不同部分組成。目前,在實(shí)際生產(chǎn)開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品過程中,對系統(tǒng)整體進(jìn)行聯(lián)合仿真分析時,現(xiàn)在實(shí)用的CAM軟件里難以找到一款合適的分析軟件,能與專業(yè)三維CAD軟件(如solidworks等)實(shí)現(xiàn)無縫連接。這樣相當(dāng)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)方式是對控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行相互獨(dú)立的分析及調(diào)試,在導(dǎo)入模型之前,傳統(tǒng)的CAM軟件需要對模型進(jìn)行大量的刪減、修補(bǔ)、重定義材料屬性、接觸方式等簡化處理,這樣不僅設(shè)計(jì)周期長,而且設(shè)計(jì)精度也不能保證,更不能考慮機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相互干擾。本文針對上述高檔數(shù)控機(jī)床存在的問題,利用Matlab中的SimMechanics模塊,以我校自行設(shè)計(jì)開發(fā)的鏜銑加工中心立銑系統(tǒng)為分析研究對象,分別對其進(jìn)行動力學(xué)分析、運(yùn)動學(xué)分析、機(jī)電一體化聯(lián)合建模仿真、分析及仿真,并對鏜銑加工中進(jìn)行數(shù)學(xué)建模仿真,驗(yàn)證之前SimMechanics軟件的仿真結(jié)果。結(jié)果顯示SimMechanics軟件功能強(qiáng)大,在建模仿真之前不必對模型進(jìn)行大量修改,真正實(shí)現(xiàn)了無縫連接,提高了仿真的精度,縮短了生產(chǎn)周期,減輕了工作強(qiáng)度,并與實(shí)際相符。在仿真過程中,調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù),即可獲得機(jī)床相應(yīng)的運(yùn)動,為后續(xù)的運(yùn)動控制、動態(tài)性能分析以及優(yōu)化提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。通過Matlab和SolidWorks軟件聯(lián)合實(shí)現(xiàn)的機(jī)電一體化聯(lián)合仿真分析,是國內(nèi)外在機(jī)電聯(lián)合系統(tǒng)分析領(lǐng)域的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新,也是今后機(jī)電一體化聯(lián)合分析仿真技術(shù)發(fā)展的趨勢。在實(shí)際生產(chǎn)加工過程中,工件對機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)生的作用力容易引起其震蕩,導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定;調(diào)節(jié)該震蕩對系統(tǒng)造成的不良影響是本文解決的另一個重要的問題。單獨(dú)的傳統(tǒng)PID控制僅僅是一種簡單的線性控制系統(tǒng),在非線性控制中控制效果明顯不足,而且局限性甚大,隨動性差,因此實(shí)際加工過程中往往不能取得很好的加工效果。本文運(yùn)用CMAC-PID并行控制鏜銑加工中心,深入了解CMAC算法核心思想,將其與傳統(tǒng)PID控制相結(jié)合,新的算法既具有CMAC學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、適應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn),又具有傳統(tǒng)PID控制的穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果,CMAC-PID并行控制效果相比于傳統(tǒng)PID單獨(dú)控制提高了系統(tǒng)的魯棒性與穩(wěn)定性。綜上所述,本文通過對鏜銑加工中心立銑系統(tǒng)機(jī)電一體化仿真關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,可以實(shí)現(xiàn)同時調(diào)節(jié)機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng),直觀的顯示各個子系統(tǒng)對加工中心性能整體的影響,有效地解決了建模仿真過程中不準(zhǔn)確,開發(fā)時間長的缺點(diǎn),在此模型的基礎(chǔ)上加入先進(jìn)PID控制,使其更好的減弱了工件對機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)生的作用力引起的震蕩對系統(tǒng)的影響。完善而準(zhǔn)確的解決了發(fā)現(xiàn)的問題。
【關(guān)鍵詞】：鏜銑加工中心立銑系統(tǒng) 數(shù)學(xué)建模 機(jī)電一體化建模 機(jī)電聯(lián)合仿真 CMAC與PID并行控制策略
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 前言14
• 1.2 課題研究的目的和意義14-16
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 TX-1600G復(fù)合式鏜銑加工中心簡介17-19
• 1.5 課題的主要研究內(nèi)容19-21
• 1.6 本章小結(jié)21-22
• 第2章 數(shù)控功能部件電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-34
• 2.1 數(shù)控等分轉(zhuǎn)臺電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-27
• 2.1.1 基于PLC的數(shù)控轉(zhuǎn)臺電控系統(tǒng)組成23-24
• 2.1.2 基于PLC的數(shù)控轉(zhuǎn)臺電控工作原理24
• 2.1.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)24
• 2.1.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)24-26
• 2.1.5 現(xiàn)場調(diào)試26-27
• 2.2 圓盤式刀庫電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-32
• 2.2.1 圓盤式刀庫電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-28
• 2.2.2 圓盤式刀庫電控系統(tǒng)組成28
• 2.2.3 圓盤式刀庫電控系統(tǒng)工作原理28-29
• 2.2.4 刀庫選刀工作流程29
• 2.2.5 氣動系統(tǒng)原理介紹29
• 2.2.6 系統(tǒng)硬件組成29-30
• 2.2.7 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)30
• 2.2.8 程序?qū)崿F(xiàn)30-31
• 2.2.9 現(xiàn)場調(diào)試31-32
• 2.3 本章小結(jié)32-34
• 第3章 基于SolidWorks和Matlab的銑削系統(tǒng)機(jī)電一體化聯(lián)合仿真34-52
• 3.1 前言34-40
• 3.1.1 基于接口技術(shù)的機(jī)電一體化仿真設(shè)計(jì)環(huán)境布局36-37
• 3.1.2 軟件工具介紹37-38
• 3.1.3 基于接口技術(shù)的機(jī)電聯(lián)合仿真技術(shù)38
• 3.1.4 機(jī)電聯(lián)合仿真原理38-40
• 3.2 基于Solid Works和Matlab的銑削系統(tǒng)機(jī)電一體化建模40-47
• 3.2.1 模型的前期處理40
• 3.2.2 simmechanics中常用的模塊40-42
• 3.2.3 搭建Solidworks與Matlab機(jī)電聯(lián)合仿真平臺42-45
• 3.2.4 搭建Solidworks與Matlab機(jī)電聯(lián)合仿真修正45-47
• 3.3 基于Solid Works和Matlab的銑削系統(tǒng)機(jī)電一體化運(yùn)動學(xué)仿真47-49
• 3.3.1 基于SimMechanism與Simulink的仿真輸入47-48
• 3.3.2 基于SimMechanism與Simulink的仿真結(jié)果48-49
• 3.4 基于Solid Works和Matlab的銑削系統(tǒng)機(jī)電一體化動力學(xué)仿真49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第4章 基于simulink的銑削系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模仿真52-60
• 4.1 基于simulink的銑削系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模53-57
• 4.1.1 基于simulink的銑削系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)建模54-56
• 4.1.2 基于simulink的銑削系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模修正56-57
• 4.2 基于simulink的銑削系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真57-58
• 4.3 數(shù)學(xué)仿真與物理仿真結(jié)果對比驗(yàn)證58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 基于CMAC和PID并行控制的銑削系統(tǒng)機(jī)電特性研究60-69
• 5.1 CMAC小腦模型的研究60-62
• 5.1.1CMAC的基本原理61-62
• 5.2 傳統(tǒng)PID控制算法建模與仿真62-64
• 5.3.1 模型的前期處理62-63
• 5.3.2 PID仿真模型建立63-64
• 5.3.3 PID仿真結(jié)果64
• 5.3 CMAC和PID聯(lián)合控制算法介紹64-65
• 5.4 CMAC和PID聯(lián)合控制算法建模與仿真65-67
• 5.5 CMAC和PID聯(lián)合控制算法在實(shí)際中的應(yīng)用67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果76-77
• 致謝77-78

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