文档介绍：天津大学
硕士学位论文
磁悬浮机床主轴控制方法的研究
姓名:姚芝凤
申请学位级别:硕士
专业:电工理论与新技术
指导教师:刘迎澍
20070501
中文摘要关键词:机床主轴磁悬浮轴承神经网络:齈性能的前提。本文研究了刚性磁悬浮铣削主轴一磁悬浮轴承的神经网络刂超高速切削以高加工速度、高加工精度为主要特征,有非常高的生产效率,磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点,而被应用于超高速主轴系统中。控制器是主动控制磁悬浮轴承研究的核心,因此正确选择控制方案和控制器参数,是磁悬浮轴承能够正常工作和发挥其优良和模糊刂品椒ǎ⒔蟹抡妗H牡墓ぷ魅缦拢首先,分析研究了磁悬浮机床主轴系统的数学模型,并对此数学模型进行数值化、解耦、降阶等。首先将神经网络刂撇呗杂糜诖判』仓髦岬闹动控制。考虑切削过程扰动影响,分析了电流控制型磁悬浮主轴系统动力学模型,以磁悬浮轴承为控制对象,设计了磁悬浮机床主轴系统的神经网络刂破鳎并进行仿真研究。仿真表明,采用神经网络刂破魇敝髦嵯低吃谕馊哦用的情况下具有良好的性能,其动态稳定性及对系统自身特性的适应能力强于传统控制器。其次,将模糊刂撇呗杂糜诖判』仓髦岬闹鞫刂疲⒔蟹抡研究。仿真表明,采用模糊刂撇呗裕低车牡鹘谑奔洹⒊髁俊⑽态误差等各项性能指标都优于传统刂破鳎揖哂幸欢ǖ穆嘲粜浴1疚的研究对于发展高速际跫胺岣淮判≈髦嶂鞫刂品椒ň哂幸欢ǖ睦砺意义和工程应用价值。
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学位论文作者繇嘶似签字吼叼年露日签字吼叫年学位论文作者躲髫凿也风导师虢刻出渤签字日期:伽瓿г铝薐日学位论文版权使用授权书独创性声明或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨盗盘鲎或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解墨壅盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得作了明确的说明并表示了谢意。
≈岢械姆⒄估酚肭魇机床正向高速度、高精度及高度自动化方向发展【俊5诟咚偾邢骱透咚倌削加工场合,受摩擦磨损的影响,传统的滚动轴承的寿命一般比较短,而磁悬浮轴承可以克服这方面的不足,磁悬浮轴承具有的高速、高精度、长寿命等突出优点,将逐渐带领机电行业走向一个没有摩擦、没有损耗、没有限速的崭新境界。超高速切削是一种用比普通切削速度高得多的速度对零件进行加工的先进制造技术,它以高加工速度、高加工精度为主要特征,有非常高的生产效率,磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点,而被应用于超高速主轴系统中【。要实现高速切削,必须要解决许多关键技术,其中最主要的就是高速切削主轴系统,而选择合理的轴承型式对实现其高转速至关重要【俊F渲校判≈岢惺歉咚偾邢髦髦嶙罾硐氲闹С行褪街弧V嵝浮承可以满足超高速切削技术对超高速主轴提出的性能要求。但它与普通滑动或滚动轴承的本质区别在于,系统开环不稳定,需要实施主动控制,而这恰恰使得磁悬浮轴承具有动特性可控的优点】。磁悬浮轴承是一个复杂的机电磁一体化产品,对其精确的分析研究是一项相当困难的工作,如果用实验验证则会碰到诸如经费大、周期长等困难,在日前国内情况下不能采取国外以试验为主的研究方法,主要从理论上进行研究,利用计算机软件对磁悬浮控制系统进行仿真是一种获得磁悬浮系统有关特征简便而有效的方法。这就是本课题的研究目的和意义。磁悬浮轴承的应用与发展可以说是传统支承技术的革命。由于具有无机械接触和可实现主动控制两个显著的优点,主动磁悬浮轴承技术从一开始就引起了人们的重视。磁悬浮轴承的研究最早可追溯到年,和媒涣餍痴竦缏实现了对钢球的悬浮。自年起,国际上每两年举行一届磁悬浮轴承国际会议,
交流和研讨该领域的最新研究成果【;年瑞士联邦理工学院提出了柔性转子的研究问题,同年甋淌谔岢隽耸挚刂莆侍猓耆鹗苛0罾砉学院的甐和瓵等人提出了无传感器磁悬浮轴承。近十年,瑞士、美国、日本等国家研制的电磁悬浮轴承性能指标已经很高,并且已成功应用于透平机械、离心机、真空泵、机床主轴等旋转机械中,电磁悬浮轴承技术在航空航天、计算机制造、医疗卫生及电子束平版印刷等领域中也得到了广泛的应用W莨暝诼迳:屯欣锱嫡倏5牡绻蚀胖岢醒刑只幔胖岢兄要应用研究为磁轴承在高速发动机、核高温反应堆、人造心脏和回转仪等方面。