本文關(guān)鍵詞：基于PC的高速高精度開放式數(shù)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華中科技大學(xué)》 2011年

高速高精運(yùn)動(dòng)控制補(bǔ)償及參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)

朱凱  

【摘要】：隨著現(xiàn)代制造業(yè)的迅速發(fā)展,高速度、高精度已成為現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制追求的主要目標(biāo),開展高速高精運(yùn)動(dòng)控制的研究,對我國數(shù)字化裝備制造業(yè)水平和競爭力的提升有著重大的意義。本文將著重對高速高精運(yùn)動(dòng)控制補(bǔ)償及參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)展開深入研究與實(shí)踐。 數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)采用直線電機(jī)和主軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的復(fù)合運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)高速、高精、多自由度的運(yùn)動(dòng)性能,其控制為多剛體、多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)控制。對此,本文根據(jù)高速高精運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件體系和軟件構(gòu)架。其中,系統(tǒng)硬件采用基于PCI總線的IPC+8136卡結(jié)構(gòu),軟件包括人機(jī)界面、任務(wù)調(diào)度、信息交換緩沖、插補(bǔ)處理及位置控制等;針對復(fù)雜的曲線曲面加工中存在的小線段“拐點(diǎn)”問題,采用柔性度較好的S型曲線加減速控制來避免運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的沖擊,建立小線段高速加工速度、加速度銜接模型,對連續(xù)小線段銜接處的拐點(diǎn)速度及加速度約束條件進(jìn)行討論,同時(shí)對小線段速度進(jìn)行插補(bǔ)預(yù)處理,以滿足高速高精運(yùn)動(dòng)控制的要求;結(jié)合機(jī)床工作臺(tái)通用的運(yùn)動(dòng)控制結(jié)構(gòu),研究了對控制精度具有較大影響的外部擾動(dòng)因素,并設(shè)計(jì)了適用于高速高精的伺服運(yùn)動(dòng)控制結(jié)構(gòu),對其中的參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行深入研究。 針對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的非理想因素,提出軌跡點(diǎn)前饋補(bǔ)償校準(zhǔn)技術(shù),詳細(xì)闡述前饋質(zhì)量和前饋延時(shí)系數(shù)校準(zhǔn)算法,推導(dǎo)出加速度前饋校準(zhǔn)流程,極大的提高控制系統(tǒng)的高速響應(yīng)特性;機(jī)床在運(yùn)動(dòng)過程中不可避免的存在諧振,通過計(jì)算系統(tǒng)傳遞函數(shù),分析系統(tǒng)性能評價(jià)指標(biāo),設(shè)計(jì)Notch陷波濾波器參數(shù),抑制機(jī)械諧振,提高加工精度;采用帶二階低通濾波的PID反饋控制器,基于積分誤差最小的靈敏度約束方法對控制參數(shù)進(jìn)行整定,抑制高頻噪聲,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性;研究伺服電機(jī)Cogging力/力矩產(chǎn)生機(jī)理,提出伺服電機(jī)齒槽推力波動(dòng)的校準(zhǔn)補(bǔ)償,降低Cogging力/力矩對運(yùn)動(dòng)精度的影響。 最后,搭建高速高精運(yùn)動(dòng)控制補(bǔ)償及參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)試驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了PID調(diào)節(jié)、Notch濾波和小線段S型曲線加減速插補(bǔ)算法驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)表明本文方法可行有效。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱凱;高速高精運(yùn)動(dòng)控制補(bǔ)償及參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)[D];華中科技大學(xué);2011年

2 董啟政;高速高精數(shù)控車床液壓刀塔動(dòng)態(tài)特性分析[D];華東交通大學(xué);2012年

3 胡科峰;高速高精運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2004年

4 朱顯新;基于DSP高速高精運(yùn)動(dòng)控制器研究[D];武漢理工大學(xué);2005年

5 魏月;RFID標(biāo)簽封裝設(shè)備的桁架高速高精運(yùn)動(dòng)控制研究[D];華中科技大學(xué);2011年

6 張旭明;基于總線的開放式數(shù)控系統(tǒng)測試平臺(tái)開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2006年

7 石振振;高速高精加工軌跡間速度平滑方法的研究與應(yīng)用[D];中國科學(xué)院研究生院（沈陽計(jì)算技術(shù)研究所）;2010年

8 劉洋;高速高精數(shù)控車床主軸單元特性分析及其優(yōu)化[D];華東交通大學(xué);2009年

9 陳振輝;具有磁流變阻尼的直線進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2008年

10 崔憲莉;高速高精芯片封裝平臺(tái)的摩擦分析及補(bǔ)償研究[D];華中科技大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：基于PC的高速高精度開放式數(shù)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：228696