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基于扩张状态区间观测器的伺服进给系统故障诊断
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作者 王国锋 康子琳 +2 位作者 盛延亮 黎德才 户满堂 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第5期469-476,共8页
伺服进给系统是高端数控加工装备的核心组件,对其故障准确诊断可以有效提高加工装备的工作效率.基于模型的方法能够深入了解系统本质,减少因对系统整体性考虑不足导致的故障漏报,在伺服进给系统的故障诊断中得到广泛应用.其中,基于模型... 伺服进给系统是高端数控加工装备的核心组件,对其故障准确诊断可以有效提高加工装备的工作效率.基于模型的方法能够深入了解系统本质,减少因对系统整体性考虑不足导致的故障漏报,在伺服进给系统的故障诊断中得到广泛应用.其中,基于模型的区间观测器(IO)方法有便于生成观测阈值的优点,但其区间宽度的计算过于依赖经验知识,应用于实际系统易造成故障误报或漏报.针对IO的区间宽度计算方法进行改进,通过引入扩张状态优化区间宽度的计算,降低人为经验对区间宽度的影响,提出扩张状态区间观测器(ESIO),以进一步减少故障漏报或误报,提升故障诊断性能.首先,将系统的集总干扰以扩张状态的形式通过观测器进行估计;其次,将估计所得的集总干扰输入IO并进行迭代,代替原始IO中受人为经验影响的干扰范围;在此基础上,通过量化干扰项自动计算区间,得到ESIO.通过实验验证在不同故障类型下基于ESIO进行故障诊断的效果,并与基于IO的故障诊断结果进行比较.实验结果表明:在对伺服进给系统的故障诊断中,提出的ESIO方法改善了区间宽度过于依赖人工经验的问题,相比于IO方法,ESIO的区间宽度缩小了5.21%,能够更有效地识别故障. 展开更多
关键词 故障诊断 伺服进给系统 区间观测器
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硅片磨床伺服进给系统仿真模型与分析
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作者 张逸民 朱祥龙 +3 位作者 董志刚 康仁科 徐嘉慧 张津豪 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第4期102-104,109,共4页
在硅片磨削时,硅片加工质量与硅片磨床的进给系统性能密切相关。为了提升硅片磨床进给系统的精度和稳定性,提出了采用上位机、运动控制卡、伺服驱动器、位置传感器进行闭环控制进给的技术方案。研究了伺服系统和机械系统两者之间的相互... 在硅片磨削时,硅片加工质量与硅片磨床的进给系统性能密切相关。为了提升硅片磨床进给系统的精度和稳定性,提出了采用上位机、运动控制卡、伺服驱动器、位置传感器进行闭环控制进给的技术方案。研究了伺服系统和机械系统两者之间的相互耦合关系,建立了动力学模型,搭建了基于PID控制的三闭环控制系统,采用MATLAB中Simulink模块对进给系统进行仿真分析。仿真结果表明,磨床进给系统速度波动量在1%以下满足硅片磨削对进给精度的要求。 展开更多
关键词 硅片磨床 伺服进给系统 三闭环控制 动力学模型
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基于SIMULINK的伺服进给系统仿真模型与分析 被引量:8
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作者 孙军 刘伟 +2 位作者 田龙 朱伟 汤海伦 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第3期80-83,共4页
为了方便和准确的研究影响数控机床伺服进给系统性能的各种因素以及设计更加优良性能的系统,在分析一般数控机床伺服进给系统基础之上,依据经典机械动力学原理,建立了一种伺服进给系统的仿真模型。利用Matlab/Simulink仿真工具对影响该... 为了方便和准确的研究影响数控机床伺服进给系统性能的各种因素以及设计更加优良性能的系统,在分析一般数控机床伺服进给系统基础之上,依据经典机械动力学原理,建立了一种伺服进给系统的仿真模型。利用Matlab/Simulink仿真工具对影响该系统的系统刚度、工作台质量以及间隙、摩擦力、切削力等因素进行了综合的动态仿真,得到了工作台输出速度和输出位移的响应曲线。结果表明,采用所建模型,可以快速有效的对系统进行动态模拟仿真,并且能够很直观的观察和对比仿真结果,得到的相应结论对以后伺服进给系统的优化提升和设计改造具有一定的实用价值和参考价值。 展开更多
关键词 数控机床 伺服进给系统 仿真模型
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数控伺服进给系统中摩擦补偿控制研究进展 被引量:13
4
作者 袭著燕 张涛 路长厚 《现代制造工程》 CSCD 2006年第1期21-25,93,共6页
首先分析在高精度数控机床工作台伺服进给系统中进行摩擦补偿控制的必要性,其次介绍摩擦力模型研究方面的现状,然后着重总结数控机床工作台进给伺服系统领域采用的各种摩擦补偿技术研究成果。最后,指出了该领域研究存在的问题,展望了该... 首先分析在高精度数控机床工作台伺服进给系统中进行摩擦补偿控制的必要性,其次介绍摩擦力模型研究方面的现状,然后着重总结数控机床工作台进给伺服系统领域采用的各种摩擦补偿技术研究成果。最后,指出了该领域研究存在的问题,展望了该领域的发展方向。 展开更多
关键词 摩擦 摩擦建模 摩擦补偿 控制 数控机床 伺服进给系统
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数控测试用伺服进给系统非线性建模与仿真 被引量:4
5
作者 陈凡 范大鹏 +1 位作者 张连超 周擎坤 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第10期55-60,共6页
提出了一种基于虚拟机床的数控系统运动控制性能新型检测方法,介绍了测试系统的结构与工作原理,并充分考虑间隙与摩擦等非线性因素的作用效果,建立了用于数控测试的机床伺服进给系统的非线性综合仿真模型。仿真实验结果表明间隙及摩擦... 提出了一种基于虚拟机床的数控系统运动控制性能新型检测方法,介绍了测试系统的结构与工作原理,并充分考虑间隙与摩擦等非线性因素的作用效果,建立了用于数控测试的机床伺服进给系统的非线性综合仿真模型。仿真实验结果表明间隙及摩擦等非线性因素会影响系统控制效果与加工精度,验证了非线性建模在数控系统运动控制性能测试中的必要性。所建模型为虚拟机床的设计奠定了基础,所提出的检测方法为全面测试数控系统运动控制性能提供了新途径。 展开更多
关键词 数控测试 伺服进给系统 间隙 摩擦 建模
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交流伺服进给系统的模型仿真与参数辨识 被引量:5
6
作者 王菲 任正 +1 位作者 罗忠 柳洪义 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第10期105-107,111,共4页
实际生产中各环节的微小变化都将需要伺服系统控制参数的及时调整以保证系统运行的平稳、准确,为便于研究控制参数调整对系统的影响,在分析了交流永磁伺服进给系统一般性组成的基础上,对系统中的机械传动装置、永磁同步电动机及检测反... 实际生产中各环节的微小变化都将需要伺服系统控制参数的及时调整以保证系统运行的平稳、准确,为便于研究控制参数调整对系统的影响,在分析了交流永磁伺服进给系统一般性组成的基础上,对系统中的机械传动装置、永磁同步电动机及检测反馈器件分别建立了数学模型,并针对市售永磁同步电动机的非开放性进行了基于实测数据的速度控制模型参数辨识,所得到的电动机参数经过验证证明了该辨识方法的可行性。搭建了交流永磁伺服进给系统的整体仿真模型,并进行了仿真实验,仿真实验结果与实测结果吻合,证明了该模型的正确性。 展开更多
关键词 交流伺服进给系统 交流永磁同步电动机 模型仿真 参数辨识
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数控机床伺服进给系统无传感器性能评估技术的研究 被引量:6
7
作者 韩军 周慧君 常瑞丽 《机床与液压》 北大核心 2014年第13期180-182,161,共4页
以位置全闭环控制策略的数控机床伺服进给系统为研究平台,研究伺服放大器中霍尔电流传感器、编码器与光栅尺等无传感器测试原理,探索无传感器信息与故障的关联性以及无传感器信息用于故障评估的可行性;并且针对不同类型的数控系统,提出... 以位置全闭环控制策略的数控机床伺服进给系统为研究平台,研究伺服放大器中霍尔电流传感器、编码器与光栅尺等无传感器测试原理,探索无传感器信息与故障的关联性以及无传感器信息用于故障评估的可行性;并且针对不同类型的数控系统,提出不同的数据采集方法。为数控机床伺服进给系统在线性能评估奠定了基础。 展开更多
关键词 数控机床 伺服进给系统 无传感器测试
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间隙和刚度对数控机床伺服进给系统精度影响 被引量:4
8
作者 康文龙 张伟 李岩 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第3期300-303,共4页
为了探究传动链间隙和传动刚度与数控机床伺服进给系统精度的关系,针对某数控机床进给系统,通过数学建模方法,建立了等效的二自由度力学模型.考虑传动链中间隙、轴的扭转刚度、丝杠螺母副的接触刚度、丝杆的轴向刚度等因素,通过MATLAB/S... 为了探究传动链间隙和传动刚度与数控机床伺服进给系统精度的关系,针对某数控机床进给系统,通过数学建模方法,建立了等效的二自由度力学模型.考虑传动链中间隙、轴的扭转刚度、丝杠螺母副的接触刚度、丝杆的轴向刚度等因素,通过MATLAB/Simulink仿真,分析了传动链中间隙及其刚度变化对工作台输出的影响.得到传动链的刚度对机床工作台反应灵敏性及稳定性的影响规律.结果表明,传动链的刚度取合适值,才能保证工作台具有较快的响应速度和较好的稳定性;传动链中间隙的存在会严重影响工作台定位精度. 展开更多
关键词 伺服进给系统 刚度 间隙 无摩擦 2自由度 精确性 稳定性
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数控机床伺服进给系统综合模型的探讨 被引量:7
9
作者 吴南星 余冬玲 《机床与液压》 北大核心 2008年第8期66-68,共3页
推导了数控机床进给伺服系统的综合数学模型,包括机械传动部分数学模型、电机模型和刚度模型,构建了包括刚度、非线性间隙和非线性摩擦的参数化结构图,为获取系统的动态特性如最大进给加速度、最大进给速度、定位精度、加工零件精度等... 推导了数控机床进给伺服系统的综合数学模型,包括机械传动部分数学模型、电机模型和刚度模型,构建了包括刚度、非线性间隙和非线性摩擦的参数化结构图,为获取系统的动态特性如最大进给加速度、最大进给速度、定位精度、加工零件精度等提供了一定的理论分析依据。 展开更多
关键词 数控机床 伺服进给系统 动力学模型 综合结构图
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基于无传感器技术伺服进给系统精度检测方法研究 被引量:2
10
作者 陈新 丁求启 陶敏 《制造技术与机床》 北大核心 2013年第12期93-97,共5页
针对传统数控机床故障检测技术难以及时发现潜在的设备问题,采用无传感器检测技术,利用工业计算机PCI接口插槽内插多种数据采集板卡的硬件结构,建立了一套机床信息采集测试系统,并在X/Y两轴数控工作台上进行了实验验证,结果表明该技术... 针对传统数控机床故障检测技术难以及时发现潜在的设备问题,采用无传感器检测技术,利用工业计算机PCI接口插槽内插多种数据采集板卡的硬件结构,建立了一套机床信息采集测试系统,并在X/Y两轴数控工作台上进行了实验验证,结果表明该技术能够及时地发现机床故障,克服了传统检测方法外置传感器带来的安装不便、测试周期长、成本高、通用性差等问题。 展开更多
关键词 数控机床 伺服进给系统 无传感器技术 角度误差
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数控机床伺服进给系统典型故障分析及维修 被引量:9
11
作者 王勇 《机床与液压》 北大核心 2013年第14期157-159,共3页
结合维修实例及现场维修拍摄的照片,介绍数控机床伺服进给系统典型故障分析及维修方法。
关键词 伺服进给系统 故障分析 维修
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大型曲轴车铣机床伺服进给系统设计研究 被引量:1
12
作者 张志军 李瑞 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第1期78-82,共5页
在大型曲轴车铣机床进给系统设计中,依据该机床的车铣和受力特点,在进给系统中采用了双蜗杆无间隙传动机构,采用了直线伺服双驱动机构。并以直线单驱动为基础,引入了交流伺服电动机和传动机构的数学模型,并运用传统PID算法对所设计的进... 在大型曲轴车铣机床进给系统设计中,依据该机床的车铣和受力特点,在进给系统中采用了双蜗杆无间隙传动机构,采用了直线伺服双驱动机构。并以直线单驱动为基础,引入了交流伺服电动机和传动机构的数学模型,并运用传统PID算法对所设计的进给系统进行控制计算,利用MATLAB对系统的动态性能进行仿真,并确定了伺服机构的参数,并以此又给出了避免直线双驱动过定位的条件,为大型曲轴加工机床进给系统的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 大型曲轴 车铣机床 伺服进给系统
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数控机床伺服进给系统的电机选择 被引量:5
13
作者 龚仲华 《制造技术与机床》 CSCD 1995年第8期25-28,共4页
在伺服系统加减速能力校验上,采用了德国斯图加特大学GottfriedStute教授利用计算速度环加减速时间校验加减速能力的方法,并通过实例比较系统地介绍了数控机床伺服进给系统电机选择的全过程。
关键词 数控机床 伺服进给系统 电机
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具有间隙非线性的伺服进给系统对轮廓加工误差的影响机理 被引量:7
14
作者 虞文华 《浙江大学学报(自然科学版)》 CSCD 1999年第6期608-611,639,共5页
根据具有间隙伺服进给系统数学模型,通过求解微分方程得出平面圆轨迹加工时的实际轨迹方程,并由此分析其轮廓加工误差. 最后用计算机数值仿真和实验验证了所得结果的正确性.
关键词 伺服进给系统 间隙 建模 轮廓误差 数控机床
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数控机床伺服进给系统无传感器信息特征提取技术的研究 被引量:1
15
作者 韩军 常瑞丽 《机床与液压》 北大核心 2014年第16期138-141,共4页
根据数控机床伺服进给系统强机电耦合特征,探索无传感器信息特征提取技术,提出一种伺服进给系统早期微弱故障特征识别的硬件调制技术;针对无传感器信息的非线性和非平稳特征,采用EMD和EEMD方法对系统机械传动部件进行状态监测和故障诊... 根据数控机床伺服进给系统强机电耦合特征,探索无传感器信息特征提取技术,提出一种伺服进给系统早期微弱故障特征识别的硬件调制技术;针对无传感器信息的非线性和非平稳特征,采用EMD和EEMD方法对系统机械传动部件进行状态监测和故障诊断。文中的研究为数控机床伺服进给系统的无传感器信息性能评估奠定了基础。 展开更多
关键词 无传感器信息 数控机床 伺服进给系统 特征提取
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基于PID控制的MVC6040型加工中心伺服进给系统的性能改进 被引量:2
16
作者 陈新亚 《机床与液压》 北大核心 2008年第6期34-36,16,共4页
为了研究伺服进给系统的性能,对MVC6040型加工中心的Y向伺服进给系统建立了数学模型;在此数学模型的基础上,通过仿真和实验对其进行性能分析。为改善进给伺服系统的性能,进一步设计了PID控制器,实验和仿真结果表明:该控制器显著地改善... 为了研究伺服进给系统的性能,对MVC6040型加工中心的Y向伺服进给系统建立了数学模型;在此数学模型的基础上,通过仿真和实验对其进行性能分析。为改善进给伺服系统的性能,进一步设计了PID控制器,实验和仿真结果表明:该控制器显著地改善了系统性能,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 数控加工中心 伺服进给系统 数学模型 PID控制器
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基于AMESim/Simulink的数控旋压机床旋轮座伺服进给系统联合仿真 被引量:1
17
作者 黄国权 李新峰 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第11期55-59,共5页
以数控旋压机床的旋轮座伺服进给系统作为研究对象,在Simulink环境下建立旋轮座伺服进给系统的仿真程序。在AMESim中建立了旋轮座伺服进给系统的物理模型,通过对比模糊PID控制和滑模变结构控制器对旋轮座伺服进给系统的仿真结果,确定在... 以数控旋压机床的旋轮座伺服进给系统作为研究对象,在Simulink环境下建立旋轮座伺服进给系统的仿真程序。在AMESim中建立了旋轮座伺服进给系统的物理模型,通过对比模糊PID控制和滑模变结构控制器对旋轮座伺服进给系统的仿真结果,确定在联合仿真中采用滑模变结构控制策略。在联合仿真环境下进行了滑模变结构控制器对AMESim中建立的旋轮座伺服进给系统物理模型控制的仿真,从理论上证实了使用滑模控制策略控制旋轮座伺服进给系统的可行性。 展开更多
关键词 数控旋压机床 旋轮座 伺服进给系统 AMESim/Simulink 联合仿真
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精密复合数控磨床伺服进给系统优化设计
18
作者 丁庆新 李岩 +1 位作者 赵宏林 田非 《制造技术与机床》 北大核心 2013年第6期83-87,共5页
基于提高精密复合数控磨床的超精密加工精度的目的,对其台架伺服系统参数进行优化,建立了基于直线电动机数控伺服系统的控制系统数学模型,采用改进型粒子群算法对伺服系统进行系统优化,首次实现了被控对象传递函数中可变量及PID控制参... 基于提高精密复合数控磨床的超精密加工精度的目的,对其台架伺服系统参数进行优化,建立了基于直线电动机数控伺服系统的控制系统数学模型,采用改进型粒子群算法对伺服系统进行系统优化,首次实现了被控对象传递函数中可变量及PID控制参数的同时优化,最终的实验结果证明了该优化方法的有效性。 展开更多
关键词 精密机床 直线电动机 粒子群算法 伺服进给系统
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数控精密冷辗环机伺服进给系统的刚度分析
19
作者 陈学斌 余世浩 +1 位作者 华林 颜士伟 《轴承》 北大核心 2006年第1期15-17,共3页
介绍了D56G90型数控精密冷辗环机伺服进给系统的结构和工作原理,分析了影响冷辗环机伺服进给系统刚度的因素,推导出其相应的刚度计算式,得到了冷辗环机伺服进给系统综合刚度的解析表达式,对提高冷辗工件精度和控制系统稳定性具有指导意义。
关键词 滚动轴承 套圈 冷辗环机 伺服进给系统 刚度 滚珠丝杠
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半闭环伺服进给系统轴承支承结构刚度分析
20
作者 常家东 刘建寿 丁然 《轴承》 北大核心 2003年第8期14-16,共3页
分析了半闭环伺服进给系统轴承支承结构的刚度不足对数控机床进给精度的影响。
关键词 数控机床 伺服系统 刚度 半闭环伺服进给系统 轴承 支承结构
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