本文關(guān)鍵詞：高速精密數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路制造工藝、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,交流電動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)、調(diào)速性能得到了不斷提高,機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)在經(jīng)歷了開(kāi)環(huán)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、直流伺服系統(tǒng)兩個(gè)階段之后,已進(jìn)入了交流伺服系統(tǒng)階段,交流伺服系統(tǒng)已取得了主導(dǎo)地位。 本文以數(shù)控機(jī)床交流伺服系統(tǒng)為研究對(duì)象,首先利用矢量控制理論建立了永磁同步電機(jī)的線性解耦數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,建立了電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)三閉環(huán)的PID控制系統(tǒng),根據(jù)控制理論對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的PID參數(shù)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)及整定,并在Matlab/Simulink軟件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和合理性。 針對(duì)數(shù)控機(jī)床的精度要求,在動(dòng)力學(xué)理論的基礎(chǔ)上建立了機(jī)械系統(tǒng)的等效數(shù)學(xué)模型,將其與伺服驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型相串聯(lián),構(gòu)成一個(gè)全閉環(huán)高階系統(tǒng)的控制模型。利用軟件Matlab對(duì)系統(tǒng)位置控制進(jìn)行參數(shù)整定,且對(duì)系統(tǒng)的變參數(shù)進(jìn)行了仿真分析,同時(shí)針對(duì)此數(shù)控系統(tǒng)可能出現(xiàn)的諧振問(wèn)題,提出一些控制策略去解決此問(wèn)題。 在交流伺服系統(tǒng)中,由于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的非線性和各種時(shí)變因素的存在,會(huì)影響伺服系統(tǒng)的控制性能,采取傳統(tǒng)的控制策略已經(jīng)不能滿足其需求,為此提出采取模糊PID控制方案解決此問(wèn)題。該控制器是將常規(guī)PID控制的穩(wěn)定型與模糊控制的簡(jiǎn)便性、靈活性及魯棒性融為一體,構(gòu)造了一個(gè)自整定模糊PID控制器。仿真結(jié)果表明,采用模糊PID控制對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的變參數(shù)性及外部擾動(dòng)具有較好的抑制作用。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控機(jī)床 永磁同步電機(jī) 交流伺服系統(tǒng) 模糊PID控制
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 插圖索引10-12
• 插表索引12-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 概述13-16
• 1.1.1 數(shù)控機(jī)床發(fā)展史13-14
• 1.1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)14-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.2.1 國(guó)外數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀16
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)數(shù)控發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本課題研究的目的和意義17-18
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容18-19
• 第2章 機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)19-28
• 2.1 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)19-20
• 2.2 伺服系統(tǒng)模型的簡(jiǎn)化20
• 2.3 伺服驅(qū)動(dòng)裝置20-23
• 2.3.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)21
• 2.3.2 直流電動(dòng)機(jī)21-22
• 2.3.3 交流電動(dòng)機(jī)22
• 2.3.4 直線電機(jī)22-23
• 2.3.5 步進(jìn)、直流、交流和直線電機(jī)的應(yīng)用比較23
• 2.4 進(jìn)給機(jī)械傳動(dòng)裝置23-27
• 2.4.1 齒輪或帶輪傳動(dòng)副24-25
• 2.4.2 滾珠絲杠螺母副和靜壓絲杠螺母副25-27
• 2.4.3 靜壓蝸桿蝸條副和齒輪齒條副27
• 2.5 結(jié)論27-28
• 第3章 永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制的數(shù)學(xué)模型28-35
• 3.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和種類(lèi)28-29
• 3.1.1 永磁同步電機(jī)的分類(lèi)28
• 3.1.2 永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)28-29
• 3.2 矢量控制原理及坐標(biāo)變換29-32
• 3.2.1 矢量控制原理29-30
• 3.2.2 矢量控制方法30
• 3.2.3 坐標(biāo)變換30-32
• 3.3 永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型32-34
• 3.3.1 三相靜止坐標(biāo)下電動(dòng)機(jī)的基本方程32-33
• 3.3.2 永磁同步電機(jī)的d 、q 模型33-34
• 3.4 結(jié)論34-35
• 第4章 交流伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及參數(shù)整定35-49
• 4.1 電流環(huán)的設(shè)計(jì)與整定35-38
• 4.1.1 電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化36-38
• 4.1.2 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)38
• 4.2 速度控制環(huán)的設(shè)計(jì)與整定38-41
• 4.2.1 速度控制環(huán)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化39-40
• 4.2.2 速度控制環(huán)的高精度設(shè)計(jì)40-41
• 4.3 位置控制環(huán)的設(shè)計(jì)與整定41-43
• 4.3.1 位置環(huán)的設(shè)計(jì)41-42
• 4.3.2 位置環(huán)的整定42-43
• 4.4 數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)三環(huán)整定計(jì)算及仿真43-49
• 第5章 伺服機(jī)械傳動(dòng)裝置及高階系統(tǒng)的仿真49-58
• 5.1 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型49-52
• 5.1.1 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的等效動(dòng)力學(xué)模型49-50
• 5.1.2 機(jī)械參量的折算50-51
• 5.1.3 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)51-52
• 5.2 數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械參量的計(jì)算52-54
• 5.3 數(shù)控機(jī)床全閉環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)模型的建立及高階仿真54-55
• 5.4 機(jī)械諧振系統(tǒng)的控制策略55-57
• 5.5 結(jié)論57-58
• 第6章 伺服進(jìn)給系統(tǒng)模糊 PID 控制58-72
• 6.1 模擬 PID 控制實(shí)現(xiàn)原理58-60
• 6.2 數(shù)字 PID 控制原理60
• 6.3 模糊控制基本原理60-62
• 6.4 模糊 PID 控制器在伺服進(jìn)給系統(tǒng)中的應(yīng)用62-68
• 6.4.1 模糊 PID 自整定控制器的設(shè)計(jì)63-64
• 6.4.1.1 模糊 PID 參數(shù)自整定控制器的結(jié)構(gòu)63
• 6.4.1.2 PID 初始參數(shù)的設(shè)定63-64
• 6.4.2 輸入輸出變量隸屬函數(shù)確定64-66
• 6.4.3 模糊控制規(guī)則表的建立66-68
• 6.5 系統(tǒng)仿真模型68-71
• 6.6 結(jié)論71-72
• 總結(jié)與展望72-74
• 總結(jié)72
• 展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 吳南星,孫慶鴻,馮景華;機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)非線性摩擦特性及控制補(bǔ)償研究[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年06期

2 劉學(xué)鵬,梅雪松,吳序堂;參數(shù)自調(diào)整Fuzzy-PID對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2004年01期

3 陳榮,鄧智泉,嚴(yán)仰光;永磁同步伺服系統(tǒng)電流環(huán)的設(shè)計(jì)[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2004年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李琳;數(shù)控機(jī)床交流伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真[D];三峽大學(xué);2006年

2 董建國(guó);數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)剛度對(duì)定位精度影響的研究[D];蘭州理工大學(xué);2007年

3 李曉丹;模糊PID控制器的設(shè)計(jì)研究[D];天津大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：高速精密數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：375141