文档介绍：年第期工业仪表与自动化装置· ·
基于遗传算法的数控机床进给伺服系统
模糊位置控制研究
张益顺,杨海,罗正球
怀化职业技术学院,湖南怀化
摘要:文章针对电机引入的非线性、参数不确定性及对位置伺服系统快速定位和无超调的要求
问题,提出了一种新的位置控制方法,即基于遗传算法的模糊位置控制。该方法结合遗传算法
和模糊控制的优点,利用遗传算法优化模糊控制系统的模糊控制规则,通过模糊控制规则
对参数进行实时修改。仿真结果表明,这种位置控制器具有良好的稳态精度和动态响应,与传
统比例位置控制的伺服系统相比,具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性。
关键词:数控机床;模糊控制;遗传算法;进给伺服系统;永磁直线伺服电机
中图分类号: 文献标志码: 文章编号:———

,,
,,
: —,.
‘,,—
.
,
—.

,.
:;; ; ;

于直线电机驱动的机床进给系统的位置控制中,并
引言
结合遗传算法的优点,构造了具有自整定功能的模
现代高速高精度数控机床在制造和加工中,要糊控制器,取得了良好的控制效果。
求伺服系统能适应快速定位、切削,实现高速高精度
进给伺服系统的控制模型建立
的连续加工,进给伺服系统是机床实现高速高精度
加工的关键系统。由于实际控制系统都是很复杂的,组成控制系
目前伺服系统控制中应用较多的是控制方统的各环节都具有非线性、时变性及相互耦合等关
法。但是,由于直线电机系统的非线性使系统参数系,而且系统还会受到内外干扰因素的影响。因此,
摄动、负载扰动等不确定因素的影响直接反映到直在建立系统的数学模型时必须忽略某些次要因素的
线电动机系统的静、动态特性中,因此以系统数学模影响。针对直线电机伺服系统的各个环节,采用
型为基础的传统控制技术难以对其实施有效地控常规的三环控制原理。位置调节器为传统的比例校
制。针对上述因素,该文将模糊控制应用
正环节,速度调节器采用比例积分控制,这
样构成直线电机进给系统的位置伺服控制,主要用
收稿日期:—一
作者简介:张益顺,男,湖南麻阳人,怀化职业技术学院于增加系统的增益和响应速度。速度调节器的输出
机械系副教授,研究方向为机电控制。有一个低通滤波器,其作用是消除调节器输出中由
· · 工业仪表与自动化装置年第期
于干扰引起的高频杂波信号,以提高速度信号的稳电流环的输出电流常常达不到饱和值,为了分析方
定性。对于电流调节,在直线进给伺服系统的实际便,可以不考虑这个环节。电机采用直线永磁伺
运行过程中,由于输入信号是数控装置输出的插补服电机来建立其数学模型。具体的直
位置指令,每个插补周期输出的位置指令值都很小, 线电机进给系统的位置控制如图所示。
电机传动系统模型
专统位置调节速度调节环节真线伺服电机模型
悃:.

一
图直线电机进给系统的传统位置控制传递函数模型
其中,为位置调节的比例参数, 和分别. 模糊控制规则设计
为速度调节的比例和时间参数, 为一阶滤波时间设误差和误差变化率的论域为一,,
参数,为电流反馈系数, 为电磁推力系数, 为△的论域为一,,与的论域为一
直线电机动子和