文档介绍：独创性声明硉/年∥月,乒日本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果,也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:
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学位论文作者签名:多磐鲤学位论文版权使用授权书扣年乒日江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊馀贪电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致,允许论文被查阅和借阅,同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询,授权中国学术期刊馀贪电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布ǹ授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密指导教师签名:
博士学位论文数控机床直线电驱进给系统控制技术及动态特性研究潘超编号兰避里垦皿羔查鳇尽麴撞蠖±专业名称扭邀皇壬王猩至生垒旦】阍江菱太堂至愕年指导教师申请学位级别论文提交日期论文答辩日期学位授予单位和日期答辩委员会主席评阅人分类号坠蟹梗豪鳇曼公五密级一
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摘要高速切削技术及多功能复合加工中心的迅猛发展要求数控机床进给系统具有高刚度、高精度、高速度和高响应能力,而传统滚珠丝杆进给系统无法满足这种高性能进给要求。直线电动机可以实现高速直接驱动,避免了滚珠丝杆传动中的反向间隙、惯性、摩擦力和刚度不足等缺点,可获得高速、高精度运行并具有极好的稳定和动态性能,直线电动机直接驱动进给系统是当前国际上公认的最有前途的数控机床高性能进给系统。数控机床直线电驱进给系统的高性能运行完全依赖于高性能的直线伺服控制技术,机械传动结构的简化必然增加直线电驱进给系统电气控制的难度,直线电驱进给系统的“零传动’’方式使得各种扰动不经过任何中间环节的衰减而直接作用于直线电动机,影响了进给系统的性能;同时,直线电动机存在端部效应、推力波动、齿槽效应等非线性因素,这也增加了控制的难度。为充分发挥直线电动机在数控机床进给系统中的优势,必须对直线电驱进给系统的动态特性进行深入的理论和试验研究,从控制和补偿的角度提出适合于直线伺服系统实时控制的有效方法。论文围绕数控机床直线电驱进给系统的控制技术及其动态特性展开研究,保证直线电驱进给系统的各种动静态性能指标,提高直线电驱进给系统的动态刚度和抗干扰能力,充分满足高性能数控机床进给系统的要求。论文主要研究内容如蛞=樯芰酥毕叩缍窘峁辜肮ぷ髟恚⒘酥毕叩缜低数学模型和传递函数,对直线电驱进给系统的关键参数进行分析,并与传统滚珠丝杆传动方式进行了比较,指出直线电驱进给系统的优点及控制难点;分析总结了数控机床直线进给伺服系统工作过程中存在的非线性及不确定性扰动因素。菇酥毕叩缜鸥低车娜栈房刂平峁梗莨こ躺杓品椒ㄉ杓屏电流环、速度环和位置环的挚刂疲⒔辛朔抡婧褪匝椤V氐阊芯苛嘶极点配置算法的直线电驱进给系统,详细介绍了极点配置控制器设计的基本原理及设计方法,具体给出了极点配置自适应算法的计算机实现方法,并通过仿真分摘要下:
析验证了控制器的有效性,最后通过试验比较了刂坪图ǖ闩渲昧街炙惴ǖ男能特点。攵灾毕叩缜低车姆窍咝浴⒉蝗范ㄐ院投丛有缘奶氐悖具有非线性逼近能力、自适应自学习能力的神经网络智能控制算法,设计出基于神经网络的直线伺服控制系统。设计出具有局部逼近快速反应的神经网络自适应控制器,控制过程和在线学习过程同时进行,充分满足伺服控制实时性要求;引入具有动态递归特性的窬纾洹安糠值莨椋ň智袄的结构兼顾前馈神经网络的优点,具有适应时变特性的能力,充分利用窬绱娲⒌历史控制信息,提高了直线电驱进给系统的动态抗干扰能力和系统的控制精度;对窬绲拇娲⒎绞浇杏呕葱滦缘奶岢鼍哂邢∈璐娲⒐δ艿母慕窬纾徊教岣咄绲姆夯芰拖煊λ俣龋⑼ü抡嫜橹ち舜算法的可行性和有效性;针对直线电驱进给系统运动过程中存在的各种非线性干扰,提出基于前馈和反馈的神经网络复合补偿的控制系统,不必对扰动力进行辨识和计算,因而无需过分依赖扰动力的精确数学模型,在同一网络结构中不仅对扰动力进行反馈补偿,而且对给定信号进行预测前馈补偿,提高了直线电驱进给系统的控制性能。菇ㄖ毕咚欧低痴褰峁梗幌晗附樯芰酥毕咚欧刂破鞯挠布杓疲主要包括驱动单元、检测单元和控制单元;根据矢量控制原理设计了伺服控制器的软件结构,对设计中存在的关键问题进行了探讨;并对所设计的具有自主知识产权的直线伺服控制器样机进行了调试试验。菇耸鼗仓毕叩缜低呈匝槠教ǎ晗附樯芰耸匝槠教ǖ