發(fā)布時(shí)間：2017-09-24 01:03

  本文關(guān)鍵詞：基于滑�？刂频母咚龠M(jìn)給系統(tǒng)多領(lǐng)域建模仿真研究

  更多相關(guān)文章： 高速進(jìn)給系統(tǒng) Modelica語(yǔ)言 多領(lǐng)域建模 PI控制 滑�？刂�

【摘要】：機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)攜帶刀具或工件的機(jī)床部件至給定位置,因此,其速度及定位精度決定了機(jī)床的加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。進(jìn)給系統(tǒng)是一個(gè)機(jī)械、電氣、控制等多學(xué)科領(lǐng)域互相作用的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)。其中,機(jī)械子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)、力參數(shù)與電氣子系統(tǒng)的電參數(shù)存在著強(qiáng)耦合關(guān)系;而控制參數(shù)在非線性電氣系統(tǒng)及控制律的作用下,其變化又會(huì)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生影響。隨著高檔數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給速度、加速度和定位精度要求的提高,高速高精進(jìn)給系統(tǒng)的多領(lǐng)域耦合作用更加多變,對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生顯著影響,僅建立單一領(lǐng)域的分析模型已經(jīng)很難滿足研究需求。因此,本文從全局角度對(duì)高速進(jìn)給系統(tǒng)展開(kāi)了建模仿真研究,探討高精度控制策略的實(shí)現(xiàn)與多領(lǐng)域聯(lián)合仿真模型的搭建。具體工作在于:根據(jù)模塊化建模思想,對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了多領(lǐng)域模塊劃分�；诮y(tǒng)一仿真平臺(tái)Mworks,建立了進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械、電氣子系統(tǒng)模型庫(kù)。其中,采用有限元分析得出絲杠相關(guān)參數(shù),比傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法更具針對(duì)性與可信度。搭建了位置、速度、電流三閉環(huán)控制的交流永磁同步電機(jī)(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服控制系統(tǒng),并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分析了PI(比例積分)控制策略的可行性及不足之處。為了提高伺服帶寬且保證系統(tǒng)穩(wěn)定性,基于滑模控制理論建立了PMSM伺服系統(tǒng)速度環(huán)、位置環(huán)控制器,并針對(duì)滑模控制的抖振問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種變?cè)鲆婊？刂破?與傳統(tǒng)PI控制結(jié)合起來(lái)在系統(tǒng)運(yùn)行的不同階段分別作用。與PI控制的仿真結(jié)果對(duì)比顯示,新型分段變?cè)鲆婊？刂破骶哂懈玫聂敯粜约翱垢蓴_能力。為實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間多參量耦合關(guān)系,建立了領(lǐng)域接口模型庫(kù)并由此搭建了進(jìn)給系統(tǒng)多領(lǐng)域聯(lián)合仿真模型。在單軸模型的基礎(chǔ)上還建立了雙軸同步仿真模型。通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了各模型的可行性與有效性,對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)部件選型及參數(shù)優(yōu)化匹配提供了參考價(jià)值。本文的研究對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)具有良好的借鑒意義,為全面提高數(shù)控機(jī)床的高速高精化及智能化提供了一種新思路。該研究方法也同樣適用于機(jī)床的主軸伺服系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：高速進(jìn)給系統(tǒng) Modelica語(yǔ)言 多領(lǐng)域建模 PI控制 滑�？刂�
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1. 緒論9-14
• 1.1. 研究來(lái)源目的及意義9-10
• 1.2. 進(jìn)給系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3. 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 2. 滾珠絲杠機(jī)械與電氣子系統(tǒng)建模14-30
• 2.1. 引言14-15
• 2.2. 機(jī)械子系統(tǒng)建模15-23
• 2.3. 電氣子系統(tǒng)建模23-29
• 2.4. 本章小結(jié)29-30
• 3. PMSM伺服控制系統(tǒng)建模仿真30-41
• 3.1. 引言30
• 3.2. 控制子系統(tǒng)建模30-35
• 3.3. 控制子系統(tǒng)仿真分析35-40
• 3.4. 本章小結(jié)40-41
• 4. 基于滑模控制的控制系統(tǒng)建模仿真41-54
• 4.1. 滑模變結(jié)構(gòu)控制41-44
• 4.2. PMSM滑模變結(jié)構(gòu)控制44-48
• 4.3. PMSM滑模變結(jié)構(gòu)仿真分析48-53
• 4.4. 本章小結(jié)53-54
• 5. 進(jìn)給系統(tǒng)多領(lǐng)域聯(lián)合建模仿真54-65
• 5.1. 引言54
• 5.2. 進(jìn)給系統(tǒng)多領(lǐng)域聯(lián)合仿真模型54-56
• 5.3. 進(jìn)給系統(tǒng)整體模型單軸仿真分析56-61
• 5.4. 進(jìn)給系統(tǒng)雙軸同步仿真研究61-64
• 5.5. 本章小結(jié)64-65
• 6. 總結(jié)與展望65-67
• 6.1. 總結(jié)65-66
• 6.2. 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄73

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本文編號(hào)：908454