本文關(guān)鍵詞：多股簧全自動數(shù)控加工機床控制系統(tǒng)的研制

  更多相關(guān)文章： 多股螺旋彈簧 人機界面 伺服驅(qū)動控制系統(tǒng) 張力控制系統(tǒng) SVR

【摘要】：多股螺旋彈簧(簡稱多股簧)是由多根彈簧鋼絲擰制成多層鋼索卷繞而成的圓柱螺旋彈簧。與普通單股彈簧相比,由于多股簧在強度、壽命、減振抗沖擊方面等具有優(yōu)良的性能,使其應(yīng)用前景廣泛。多股簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)眾多,工藝條件復(fù)雜,目前國內(nèi)的多股簧加工機床還存在各種不足,嚴(yán)重影響了加工效率和精度,主要表現(xiàn)在:鋼絲張力控制精度不高,無法實現(xiàn)指定退扭;采用有芯卷簧原理,加工不同直徑的彈簧需要更換不同的心軸,且加工長度受限于芯軸長度;端頭固定和彈簧剪切需要手工完成。因此,提高多股簧的加工效率、降低加工成本、提高加工精度,研制高效高精度的多股簧全自動數(shù)控加工機床具有重大意義。本文在綜合分析了多股簧的加工特點和國內(nèi)目前多股簧加工過程中存在問題的基礎(chǔ)上,重點研究了高效高精度多股簧全自動數(shù)控加工機床的控制系統(tǒng)的可行性及實現(xiàn)方法。本文的主要工作如下:(1)根據(jù)多股簧全自動數(shù)控加工機床的結(jié)構(gòu)和工作原理,分析了機床控制系統(tǒng)的需求,并詳細設(shè)計和完成了控制系統(tǒng)的總體方案研究,把控制系統(tǒng)分為人機交互系統(tǒng)、伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)和張力控制系統(tǒng),提出了多股簧全自動數(shù)控加工機床的控制軟件的架構(gòu)。(2)根據(jù)多股簧全自動數(shù)控加工機床人機交互系統(tǒng)、伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)和張力控制系統(tǒng)的控制需求,完成了控制系統(tǒng)主要硬件的選型,設(shè)計了各系統(tǒng)的硬件平臺,完成了控制電路和控制結(jié)構(gòu)設(shè)計,且完成了各個系統(tǒng)之間通信結(jié)構(gòu)的設(shè)計和實現(xiàn)。(3)研究了多股簧加工過程中主軸電機速度計算、退扭電機速度計算和加工長度計算的數(shù)學(xué)模型,分析了多股簧全自動數(shù)控加工機床人機界面的功能要求,利用C#編程,完成了主控界面、張力顯示界面和手動控制界面的設(shè)計,開發(fā)了人機界面的控制程序,并且在張力顯示界面實現(xiàn)了張力的圖形顯示。(4)分析了各電機的速度關(guān)系,根據(jù)多股簧全自動數(shù)控加工機床伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)的要求,完成了伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)的控制電路和供電電路的設(shè)計,利用梯形圖編程,完成了PLC(Programmable Logic Controller)控制程序的設(shè)計和開發(fā),實現(xiàn)了七軸+兩缸的聯(lián)動控制。(5)根據(jù)張力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),分析了張力控制系統(tǒng)的特點,完成了多股簧全自動數(shù)控加工機床張力控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制電路設(shè)計和控制程序設(shè)計。提出了一種帶PID(Proportion Integration Differentiation)補償?shù)幕诟倪MSVR(Support Vector Regression)方法的復(fù)合控制算法,以非線性松弛因子替代線性松弛因子,抑制噪聲在逆動力學(xué)建模過程中的影響,提高了建模精度,把系統(tǒng)逆模型作為前饋控制器,PID作為反饋控制器,實現(xiàn)了鋼絲張力的實時精確控制。
【關(guān)鍵詞】：多股螺旋彈簧 人機界面 伺服驅(qū)動控制系統(tǒng) 張力控制系統(tǒng) SVR
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 多股簧簡介10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 選題背景及意義14-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)15
• 1.5 本章小結(jié)15-18
• 2 多股簧全自動數(shù)控加工機床控制系統(tǒng)的總體方案研究18-26
• 2.1 多股簧全自動數(shù)控加工機床概述18-22
• 2.1.1 機床結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.2 機床工作原理19-22
• 2.2 多股簧全自動數(shù)控加工機床控制系統(tǒng)的需求分析22-23
• 2.3 多股簧全自動數(shù)控加工機床控制系統(tǒng)的總體方案研究23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 3 多股簧全自動數(shù)控加工機床人機交互系統(tǒng)的研究26-44
• 3.1 多股簧全自動數(shù)控加工機床人機交互系統(tǒng)組成及功能26
• 3.2 多股簧全自動數(shù)控加工機床人機交互系統(tǒng)硬件選型26
• 3.3 多股簧全自動數(shù)控加工機床人機交互系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架26-31
• 3.3.1 人機界面的功能組成26-28
• 3.3.2 主軸電機速度、退扭電機速度和加工長度的計算28-31
• 3.4 多股簧全自動數(shù)控加工機床人機交互系統(tǒng)通信的實現(xiàn)31-39
• 3.4.1 硬件選型31-33
• 3.4.2 通信協(xié)議33-34
• 3.4.3 通信的實現(xiàn)34-39
• 3.5 多股簧全自動數(shù)控加工機床人機界面的實現(xiàn)39-43
• 3.5.1 開發(fā)環(huán)境和編程語言39
• 3.5.2 主控界面的實現(xiàn)39-40
• 3.5.3 張力顯示界面的實現(xiàn)40-41
• 3.5.4 手動控制界面的實現(xiàn)41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 4 多股簧全自動數(shù)控加工機床伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究44-68
• 4.1 伺服驅(qū)動器及伺服電機選型44-48
• 4.1.1 伺服驅(qū)動器操作模式44-45
• 4.1.2 伺服驅(qū)動器配線模式45-46
• 4.1.3 伺服電機選型46-47
• 4.1.4 各伺服電機的速度關(guān)系47-48
• 4.2 PLC控制器選型48-51
• 4.2.1 PLC簡介48-49
• 4.2.2 PLC系統(tǒng)配置49-50
• 4.2.3 PLC控制器端子分配50-51
• 4.3 多股簧全自動數(shù)控加工機床伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)電路的實現(xiàn)51-55
• 4.3.1 伺服驅(qū)動系統(tǒng)控制電路設(shè)計51-52
• 4.3.2 伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)供電電路設(shè)計52-55
• 4.4 多股簧全自動數(shù)控加工機床伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)通信的實現(xiàn)55-62
• 4.4.1 通信協(xié)議的設(shè)計55-56
• 4.4.2 通信結(jié)構(gòu)的設(shè)計56-58
• 4.4.3 通信的實現(xiàn)58-62
• 4.5 多股簧全自動數(shù)控加工機床伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)62-67
• 4.5.1 開發(fā)環(huán)境簡介62-63
• 4.5.2 PLC控制程序設(shè)計63-65
• 4.5.3 PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 5 多股簧全自動數(shù)控加工機床張力控制系統(tǒng)的研究68-90
• 5.1 多股簧全自動數(shù)控加工機床張力控制系統(tǒng)硬件平臺研究68-71
• 5.1.1 硬件選型68-69
• 5.1.2 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計69-70
• 5.1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點分析70-71
• 5.2 多股簧全自動數(shù)控加工機床張力控制系統(tǒng)控制方案的實現(xiàn)71-72
• 5.3 多股簧全自動數(shù)控加工機床張力控制系統(tǒng)控制電路的實現(xiàn)72-73
• 5.4 多股簧全自動數(shù)控加工機床張力控制系統(tǒng)控制程序的研究73-76
• 5.4.1 程序控制流程圖的設(shè)計74-75
• 5.4.2 控制程序的實現(xiàn)75-76
• 5.5 多股簧全自動數(shù)控加工機床張力控制算法研究76-88
• 5.4.1 SVR簡介77-79
• 5.4.2 改進的SVR方法79-82
• 5.4.3 基于改進SVR方法的控制算法82-83
• 5.4.4 控制算法在系統(tǒng)中的應(yīng)用83-88
• 5.6 本章小結(jié)88-90
• 6 總結(jié)與展望90-92
• 6.1 全文總結(jié)90-91
• 6.2 后續(xù)工作展望91-92
• 致謝92-94
• 參考文獻94-98
• 附錄98
• A作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文98
• B作者在攻讀碩士學(xué)位期間的專利98
• C作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目98

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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8 蕭紅;王時龍;周杰;馮治恒;雷松;;多股簧的設(shè)計計算及有限元仿真分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報;2011年07期

9 王時龍;雷松;蔡振兵;李小勇;周杰;朱e，

本文編號：876773