【摘要】：軌跡跟蹤和輪廓誤差補償技術是現代數控加工技術的重要研究內容,直接影響著數控機床加工的生產質量和效率。本文針對數控加工領域的軌跡跟蹤和輪廓誤差補償技術所存在的問題進行理論分析,主要研究目標是在零相差位置跟蹤控制設計的離散時間選取問題上提出理論分析；對輪廓誤差補償控制策略中的交叉耦合控制補償進行研究,對比傳統(tǒng)的位置誤差補償算法,提出將全局任務坐標系算法應用到交叉耦合控制中。主要研究內容如下：(1)對當前數控加工領域的輪廓誤差補償控制策略主要集中在單軸伺服位置系統(tǒng)的跟蹤精度、輪廓誤差模型建立、運動控制補償等技術的國內外研究現狀進行了對比分析。(2)分析用于提高輪廓跟蹤精度的零相位誤差跟蹤控制技術。根據簡化的位置伺服系統(tǒng)的數學模型設計相應的前饋控制器,分析針對不同的離散時間所設計的零相位誤差控制器得到的仿真結果,并結合系統(tǒng)數學模型和前饋控制器的穩(wěn)定性對仿真圖形結果進行分析。通過對離散化系統(tǒng)設計的前饋控制器的穩(wěn)定性、離散時間的理論分析,提出前饋控制器設計存在最優(yōu)離散時間采樣點并進行詳細的理論推導驗證。(3)研究現有各種輪廓誤差模型的估算、計算方法的優(yōu)劣,對比傳統(tǒng)近似估算的交叉耦合控制算法和基于全局任務坐標系算法進行理論分析、重點對交叉耦合控制方法對輪廓誤差的補償效果進行分析研究,提出將全局任務坐標系算法應用到交叉耦合控制中。(4)通過上面的理論分析,論文以簡化的伺服系統(tǒng)數學模型作為仿真對象,對提出來的算法在Simulink環(huán)境中下進行軌跡跟蹤和輪廓誤差補償的驗證計算機仿真,并驗證了相關理論驗證。(5)對論文的研究內容進行了總結,并對接下來的研究方向進行了展望。
[Abstract]:Trajectory tracking and contour error compensation are important research contents of modern NC machining technology, which directly affect the production quality and efficiency of NC machine tools. In this paper, the problems of trajectory tracking and contour error compensation technology in NC machining field are analyzed theoretically. The main research goal is to put forward the theoretical analysis on the discrete time selection of zero phase-difference position tracking control design. The cross-coupling control compensation in profile error compensation control strategy is studied. Compared with the traditional position error compensation algorithm, the global task coordinate system algorithm is applied to cross-coupling control. The main research contents are as follows: (1) the current profile error compensation control strategy in the field of NC machining mainly focuses on the tracking accuracy of single-axis servo position system and the establishment of profile error model. The research status of motion control compensation technology at home and abroad is compared and analyzed. (2) the zero phase error tracking control technology used to improve the accuracy of profile tracking is analyzed. According to the mathematical model of the simplified position servo system, the corresponding feedforward controller is designed, and the simulation results of the zero phase error controller designed for different discrete time are analyzed. Combined with the mathematical model of the system and the stability of the feedforward controller, the simulation graph results are analyzed. The stability of feedforward controller designed by discrete system and the theoretical analysis of discrete time are analyzed. It is proposed that there are optimal discrete time sampling points in the design of feedforward controller and verified by detailed theoretical derivation. (3) the estimation of various outline error models and the advantages and disadvantages of the calculation methods are studied. Compared with the traditional approximate estimation cross-coupling control algorithm and the global task coordinate system algorithm, the compensation effect of cross-coupling control method on outline error is analyzed and studied. The global task coordinate system algorithm is applied to cross-coupling control. (4) through the above theoretical analysis, the simplified mathematical model of servo system is taken as the simulation object. The proposed algorithm is simulated to verify the trajectory tracking and contour error compensation in Simulink environment, and the related theoretical verification is verified. (5) the research contents of this paper are summarized. And the future research direction is prospected.
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659;TP391.9

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本文編號：2472622