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数控机床位置伺服系统的无模型自适应迭代学习控制 被引量:10
1
作者 梁建智 谢祥强 +2 位作者 杨铭 李廷彦 秦永振 《机床与液压》 北大核心 2020年第13期124-128,共5页
数控机床位置伺服系统在加工过程中受负载、摩擦和电路系统响应特性等因素影响,很难精确建立其加工过程动力学模型。针对批量零件加工过程中的重复执行过程,设计了一种数据驱动的无模型自适应迭代学习控制方案。该方案借助沿迭代轴的动... 数控机床位置伺服系统在加工过程中受负载、摩擦和电路系统响应特性等因素影响,很难精确建立其加工过程动力学模型。针对批量零件加工过程中的重复执行过程,设计了一种数据驱动的无模型自适应迭代学习控制方案。该方案借助沿迭代轴的动态线性化方法,将数控机床位置伺服系统加工动力学过程等价转化成一个虚拟的迭代数据模型,并根据设计的迭代学习控制律和参数估计律构建数控机床位置伺服系统的无模型自适应迭代学习控制方案。仿真结果表明:该迭代学习控制方案基于数控机床重复运行的特点,仅利用位置和电机电流信息,完成了对零件加工过程的改善,提高了加工精度。 展开更多
关键词 数控机床 位置伺服系统 数据驱动控制 无模型自适应迭代学习控制 动态线性化
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基于模糊滑模控制的数控机床位置伺服系统 被引量:11
2
作者 史晓娟 杨紫艳 《制造技术与机床》 北大核心 2017年第3期64-68,共5页
针对数控机床位置伺服系统这样一个多变量、强耦合且参数不确定的非线性系统,为了提高位置伺服系统的响应特性,在研究普通滑模控制的基础上给出自适应模糊滑模切换控制策略,给出了自适应模糊滑模切换控制算法,设计了基于自适应律的模糊... 针对数控机床位置伺服系统这样一个多变量、强耦合且参数不确定的非线性系统,为了提高位置伺服系统的响应特性,在研究普通滑模控制的基础上给出自适应模糊滑模切换控制策略,给出了自适应模糊滑模切换控制算法,设计了基于自适应律的模糊滑模控制器,采用Lyapunov分析证明了基于该控制器的位置伺服系统的稳定性。搭建了基于AD5435的半实物仿真实验平台,分别将PID控制、普通滑模控制以及切换模糊化自适应滑模控制进行半实物仿真验证。实验结果表明该控制算法不但可以提高位置伺服系统的动态和静态特性,而且具有较强的抗干扰性。 展开更多
关键词 数控机床 位置伺服系统 模糊滑模控制 自适应律
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高性能数控机床位置伺服系统研究
3
作者 张世磊 许镇琳 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2004年第3期66-67,共2页
文章以比例前馈控制作为位置伺服控制器 ,针对比例控制器的鲁棒性和稳态抖动问题 ,设计了在线调试比例控制器与单神经元控制器切换的双模控制。
关键词 数控机床 位置伺服系统 双模控制 永磁同步电动机 比例前馈控制
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基于MFAC的数控机床位置伺服系统
4
作者 乔凌钰 费玉环 +2 位作者 郑凯 马振伟 刘玥 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第1期87-92,共6页
数控机床位置伺服系统是数控机床的重要组成部分,是一个复杂的机电系统,其控制受多方面因素的影响,控制难度较大,且其位置精度会影响数控机床的加工精度.本文以数控机床的位置伺服系统作为研究对象,通过改进算法来提高系统性能.本文基... 数控机床位置伺服系统是数控机床的重要组成部分,是一个复杂的机电系统,其控制受多方面因素的影响,控制难度较大,且其位置精度会影响数控机床的加工精度.本文以数控机床的位置伺服系统作为研究对象,通过改进算法来提高系统性能.本文基于传统的PI控制,采用紧格式动态线性化(CFDL)方法进一步对速度环与位置环进行改进,设计出改进前的无模型自适应控制(MFAC),之后通过增加控制项来对改进前MFAC算法进行改进,得到改进后的MFAC算法.将两种算法在Matlab/Simulink中分别进行仿真,结果表明改进后的MFAC控制方案能够保持改进前MFAC控制方案的优点,并且位置跟随性能增强,具有良好的鲁棒性. 展开更多
关键词 数控机床 位置伺服系统 永磁同步电机 无模型自适应控制
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数控机床直线电机进给伺服系统的动态特性分析与研究 被引量:2
5
作者 李忠群 欧阳芷楠 +4 位作者 刘鸿 丁鹏 孙健聪 曾朝朋 朱思佳 《机床与液压》 北大核心 2024年第22期78-85,共8页
针对数控机床中控制误差对零件精度与表面质量的影响,探讨机床直线电机进给伺服系统的建模、参数辨识、评估与优化等关键问题。通过对永磁同步直线电机模型和进给伺服系统控制器进行建模,确立系统的基本框架。为了精准捕捉其动态特性,... 针对数控机床中控制误差对零件精度与表面质量的影响,探讨机床直线电机进给伺服系统的建模、参数辨识、评估与优化等关键问题。通过对永磁同步直线电机模型和进给伺服系统控制器进行建模,确立系统的基本框架。为了精准捕捉其动态特性,在参数辨识方面,采用卡尔曼滤波的辨识方法对伺服系统的质量、黏性阻尼系数及库仑摩擦力进行辨识,并将辨识参数代入系统模型,验证了卡尔曼滤波辨识结果的准确性。最后,为减小机床控制误差,针对进给伺服系统的评估与优化提出时域性能指标,并通过试凑法对进给伺服系统的控制进行参数优化,同时验证了优化参数的可靠性。 展开更多
关键词 数控机床 进给伺服系统 动态特性 参数辨识 评估与优化
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基于扩张状态输出反馈的电液伺服系统的自适应滑模位置控制
6
作者 李蕊 张兵 《机床与液压》 北大核心 2025年第15期96-103,共8页
针对电液伺服系统中存在的非线性、参数不确定性、未知扰动及状态信息缺失导致的位置跟踪性能下降问题,提出一种基于扩张状态输出反馈的自适应滑模位置控制策略(ESMO-ABSMC)。该控制策略通过融合扩张状态滑模观测器、自适应趋近律及输... 针对电液伺服系统中存在的非线性、参数不确定性、未知扰动及状态信息缺失导致的位置跟踪性能下降问题,提出一种基于扩张状态输出反馈的自适应滑模位置控制策略(ESMO-ABSMC)。该控制策略通过融合扩张状态滑模观测器、自适应趋近律及输出反馈补偿机制,有效解决系统状态不可测、伺服阀非线性动态与零偏特性、参数摄动及外部干扰等复合问题,实现液压系统扰动的实时动态补偿,显著提升电液伺服系统的位置跟踪精度。通过仿真与试验对比分析,验证ESMO-ABSM控制器的优越性。结果表明:仿真工况下,ESMO-ABSMC的最大跟踪误差为0.06 mm,较PID控制(1.56 mm)和传统滑模控制(1.21 mm)分别降低96.2%和95.0%;试验工况下,其最大跟踪误差为0.196 mm,较PID控制(1.138 mm)和传统滑模控制(0.871 mm)分别降低82.8%和77.5%。仿真和试验充分证明了ESMO-ABSMC在电液伺服系统位置跟踪控制中的有效性与工程适用性。 展开更多
关键词 电液伺服系统 位置控制 扩张状态观测器 非线性特性 自适应反步滑模
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电液位置伺服系统分数阶自抗扰控制建模分析
7
作者 孟隆 李跃松 +2 位作者 张贻哲 王棒 史孬 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期115-120,共6页
电液位置伺服系统被广泛应用在大功率、快速、精确反应的控制系统中,但是由于其具有参数不确定性、非线性、时变性、负载扰动和负载突变等问题,造成电液位置伺服系统高精度控制较难。为了提高电液位置伺服系统的控制性能,提出了其分数... 电液位置伺服系统被广泛应用在大功率、快速、精确反应的控制系统中,但是由于其具有参数不确定性、非线性、时变性、负载扰动和负载突变等问题,造成电液位置伺服系统高精度控制较难。为了提高电液位置伺服系统的控制性能,提出了其分数阶自抗扰(FOADRC)控制。由于分数阶ADRC增加了有效的可调参数,参数的整定范围变大,能够更有效地控制非线性时变受扰动的系统。为验证效果,通过对分数阶ADRC、ADRC、分数阶PID三种控制器控制的电液位置伺服系统仿真对比,结果显示:与ADRC和FOPID相比,分数阶ADRC响应速度更快,抗扰动能力更强,性能指数ISE和ITSE更好。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 ADRC 分数阶ADRC 时变非线性
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高水基数字比例阀控电液位置伺服系统建模与控制
8
作者 张阳 刘英豪 +3 位作者 高强 刘骅毅 周如林 乔子石 《液压与气动》 北大核心 2025年第1期124-131,共8页
针对我国煤矿液压装备底层执行机构存在控制精度差与数字化程度低的问题,提出了基于高水基数字比例阀和换向阀组合控制液压缸的方案。首先,对高水基数字比例阀控电液位置伺服系统的结构与工作原理进行深入分析,在此基础上构建了伺服系统... 针对我国煤矿液压装备底层执行机构存在控制精度差与数字化程度低的问题,提出了基于高水基数字比例阀和换向阀组合控制液压缸的方案。首先,对高水基数字比例阀控电液位置伺服系统的结构与工作原理进行深入分析,在此基础上构建了伺服系统AMESim仿真模型,并对步进电机子模型、高水基数字比例阀子模型进行验证。其次,提出了液压缸位移/速度双闭环、液压缸位移/主阀位移双闭环两种控制方法,并基于Simulink和AMESim搭建了系统机电液联合仿真模型,仿真结果验证了所提方法的有效性。进一步,搭建了高水基数字比例阀控电液位置伺服系统试验平台,试验表明,液压缸位移/速度双闭环控制方法存在抖动现象,且液压缸位置的最大误差达到了1.5 mm,液压缸位移/主阀位移双闭环控制下的液压缸跟踪误差在0.4 mm内,超调量为0,满足控制精度需求。研究结果对提升我国煤矿液压装备的控制精度和数字化水平具有实际意义。 展开更多
关键词 高水基数字比例阀 电液位置伺服系统 步进电机 动态特性 双闭环控制
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阀控非对称缸电液位置伺服系统的模糊自抗扰控制
9
作者 史孬 李跃松 +2 位作者 张贻哲 王棒 孟隆 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期57-63,共7页
由于结构紧凑等优点,阀控非对称电液位置伺服系统被广泛应用,但是其非线性、时变性、参数多变和不确定性等特点造成外部扰动、负载突变、参数变化等工况,很难通过传统控制有效处理。针对此问题,提出阀控非对称电液位置伺服系统的模糊自... 由于结构紧凑等优点,阀控非对称电液位置伺服系统被广泛应用,但是其非线性、时变性、参数多变和不确定性等特点造成外部扰动、负载突变、参数变化等工况,很难通过传统控制有效处理。针对此问题,提出阀控非对称电液位置伺服系统的模糊自抗扰控制(Fuzzy-ADRC),通过对外部扰动、负载突变、参数变化等内外扰动进行观测和补偿,来实现整个系统的高精度控制;通过模糊自整定来解决ADRC参数较多、相互耦合、整定困难的难题。最后对Fuzzy-PID、ADRC、Fuzzy-ADRC 3种算法控制的阀控非对称电液位置伺服系统进行对比。结果表明:Fuzzy-ADRC控制器相比ADRC控制器,当输入加载带扰动的阶跃信号时,调整时间缩短29.7%、误差减小50%,当输入加载的正弦信号时,相位滞后降低56%,精度提高41.3%,Fuzzy-ADRC具有参数调整简单、动态响应快、鲁棒性强等优点。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 模糊自抗扰控制(Fuzzy-ADRC) 阀控非对称缸
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基于滤波型并联位置结构的永磁同步电机伺服系统设计
10
作者 丁一峰 朱其新 朱永红 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期101-108,共8页
随着对位置伺服控制系统中位置精度、响应速度、稳定程度要求的提高,传统的三环串联矢量控制系统已无法同时满足这些性能要求。针对此问题,设计一种滤波型并联矢量控制系统。分别对串、并联结构系统进行模型简化分析,并通过频域法进行... 随着对位置伺服控制系统中位置精度、响应速度、稳定程度要求的提高,传统的三环串联矢量控制系统已无法同时满足这些性能要求。针对此问题,设计一种滤波型并联矢量控制系统。分别对串、并联结构系统进行模型简化分析,并通过频域法进行参数整定。从机制上对两种结构系统的稳态性能和动态性能进行对比分析,得出并联结构系统的综合控制性能优于串联控制系统,但其抗高频扰动性能较差。利用根轨迹簇解析各个控制器参数对系统稳定性的影响;同时通过伯德图的三频段理论对系统的动态性能进行研究。最后,进一步分析得出相较于串联结构系统,并联结构系统可以更方便地通过加入调节控制器进行性能优化,并以此为基础在系统中加入二阶巴特沃斯滤波器,提出了滤波型并联结构系统,在维持系统低中频性能的基础上,改善了系统的高频性能。仿真结果表明:滤波型并联结构系统可以消除位置环在动态信号输入下的稳态误差,同时具备更快的响应速度和较好的高频抑制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 位置伺服系统 并联结构系统 根轨迹簇 巴特沃斯滤波器
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数控机床自适应模糊位置伺服系统 被引量:5
11
作者 蒋文萍 王晓远 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2004年第7期48-49,共2页
数控机床的进给伺服水平是衡量数控档次的标准 ,永磁同步电机 (PMSM )以其良好的动静态特性广泛应用于数控机床的伺服系统中。为此 ,文章以PMSM位置伺服系统为控制对象 ,针对该系统的非线性、参数不确定性及对时实性和无超调的要求 ,提... 数控机床的进给伺服水平是衡量数控档次的标准 ,永磁同步电机 (PMSM )以其良好的动静态特性广泛应用于数控机床的伺服系统中。为此 ,文章以PMSM位置伺服系统为控制对象 ,针对该系统的非线性、参数不确定性及对时实性和无超调的要求 ,提出了对量化因子 ,比例因子进行在线寻优的自适应模糊控制方法 ,并在simulink环境下进行了仿真 ,仿真及实验结果表明 ,自适应模糊位置控制器具有良好的稳态精度和动态响应。 展开更多
关键词 数控机床 位置伺服 自适应模糊控制 PMSM
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利用置信规则库的数控机床伺服系统故障诊断 被引量:12
12
作者 张邦成 尹晓静 +3 位作者 王占礼 周志杰 张玉玲 吕康文 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期694-700,729,共7页
为了诊断数控机床伺服系统故障,针对数控机床伺服系统故障原因和征兆之间存在的复杂非线性关系,提出利用置信规则库(belief rule base,简称BRB)对伺服系统进行故障诊断。该方法能够利用各种类型的信息,建立输入和输出之间的非线性模型,... 为了诊断数控机床伺服系统故障,针对数控机床伺服系统故障原因和征兆之间存在的复杂非线性关系,提出利用置信规则库(belief rule base,简称BRB)对伺服系统进行故障诊断。该方法能够利用各种类型的信息,建立输入和输出之间的非线性模型,通过优化模型对系统进行故障诊断。为了解决专家给定的初始BRB中参数不精确的问题,结合可以获得的伺服系统发生故障时的信息类型,基于数值观测值的优化学习模型对由专家给定的初始BRB系统中的参数进行训练,对数控铣床伺服系统中工作台的故障进行诊断。实验结果表明,利用该方法训练后的BRB系统能够准确反映系统的行为,可充分利用各种不确定信息,提高故障诊断精度。 展开更多
关键词 置信规则库 专家系统 故障诊断 数控机床 伺服系统
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伺服系统动特性对数控机床圆轨迹加工精度影响的机理 被引量:16
13
作者 虞文华 吴昭同 杨世锡 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 1995年第1期21-23,共3页
基于数控机床伺服进给系统的动态数学模型,通过求解微分方程,详细分析伺服系统简化为一阶或二阶系统时其对数控机床圆轨迹加工轮廓误差的影响规律,得出一些有用的结论。
关键词 数控机床 轮廓误差 伺服系统 圆轨迹加工精度
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数控机床伺服系统的模糊自整定PID仿真研究 被引量:13
14
作者 李国志 任小洪 任兵 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第6期67-70,共4页
以数控机床进给伺服系统为研究对象,结合模糊控制和PID调节的各自优点,分析研究模糊PID控制器的实现方法。运用MATLAB建立应用模糊PID控制的伺服系统仿真模型,对模糊PID控制器的设计方法与应用效果进行了研究探讨。仿真实验结果表明模糊... 以数控机床进给伺服系统为研究对象,结合模糊控制和PID调节的各自优点,分析研究模糊PID控制器的实现方法。运用MATLAB建立应用模糊PID控制的伺服系统仿真模型,对模糊PID控制器的设计方法与应用效果进行了研究探讨。仿真实验结果表明模糊PID控制器能够很好的弥补常规PID控制整定不良、性能欠佳和适应性差的缺点,有效地减少了系统响应的超调,具有良好的动态特性。 展开更多
关键词 模糊PID 数控机床 伺服系统 仿真
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数控机床进给伺服系统模糊PID控制研究 被引量:16
15
作者 罗和平 汲军 +1 位作者 杨赫然 孙鲁尧 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第12期159-162,共4页
数控机床进给伺服系统的各个环节具有较强的时变参数性和非线性,并且易被进给系统的振动和负载所扰动,传统PID调节方式缺乏对这种复杂耦合系统的自适应性。现将具有较好鲁棒性的模糊控制方法与传统PID控制方法相联合,既继承了传统方法... 数控机床进给伺服系统的各个环节具有较强的时变参数性和非线性,并且易被进给系统的振动和负载所扰动,传统PID调节方式缺乏对这种复杂耦合系统的自适应性。现将具有较好鲁棒性的模糊控制方法与传统PID控制方法相联合,既继承了传统方法简便、准确、快速的优势,又融入了模糊推理方法,对其参数进行调节,使之具有灵活变动的能力。对所生产某型数控车床的进给伺服系统建立数学模型并进行仿真研究,由仿真输出曲线可以看出,模糊PID控制方法较传统PID控制方法的控制效果更好。 展开更多
关键词 数控机床 进给伺服系统 模糊PID控制 控制仿真
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数控机床伺服系统动态特性的理论分析与仿真研究 被引量:4
16
作者 范晋伟 刘栋 +2 位作者 杨磊 张哲 欧阳冠军 《机床与液压》 北大核心 2008年第2期159-162,共4页
运用拉格朗日动力学普遍方程,分别以电气系统电荷量、伺服电机输出转角以及滚珠丝杠扭转角为广义运动坐标,从系统能量的角度,依次建立起伺服控制系统、机械传动系统以及机电偶合系统的动力学模型,分析了伺服控制系统、机械传动系统以及... 运用拉格朗日动力学普遍方程,分别以电气系统电荷量、伺服电机输出转角以及滚珠丝杠扭转角为广义运动坐标,从系统能量的角度,依次建立起伺服控制系统、机械传动系统以及机电偶合系统的动力学模型,分析了伺服控制系统、机械传动系统以及彼此间相互耦合的动态特性,以计算机仿真分析方法为手段,分析比较了不同的控制调节方案以及不同的设计参数对伺服系统动特性所造成的影响,找到了影响机电偶合系统动态性能的关键影响因素和调整方向。对于伺服系统的设计、控制参数合理设置以及保证伺服系统的动力性能具有重要意义。 展开更多
关键词 伺服系统 动态特性 数控机床 仿真
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新型DSP在数控机床伺服系统中的应用研究 被引量:3
17
作者 窦汝振 许镇琳 赵恩旭 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2002年第8期47-48,50,共3页
介绍了一种新型的电机控制专用芯片DSP5 6F80X ,并结合DSP5 6F80X推导出空间矢量PWM(SVPWM)的数字算法 ,最后给出了二者在数控机床伺服系统中的应用。实验证明 ,本文系统具有良好的动静态性能。
关键词 DSP 数控机床 伺服系统 应用研究
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数控机床伺服系统故障机制分析研究 被引量:5
18
作者 陶晓巍 尹晓静 +1 位作者 张玉玲 刘铁军 《机床与液压》 北大核心 2013年第23期162-165,168,共5页
伺服系统作为数控装置和机床本体的中间环节,其性能的优劣在很大程度上决定了数控机床的性能。伺服系统一旦发生故障,将会使机床的加工精度及效率下降,甚至会造成整个数控系统无法正常工作。伺服系统的故障形式呈多样化,故障原因也很复... 伺服系统作为数控装置和机床本体的中间环节,其性能的优劣在很大程度上决定了数控机床的性能。伺服系统一旦发生故障,将会使机床的加工精度及效率下降,甚至会造成整个数控系统无法正常工作。伺服系统的故障形式呈多样化,故障原因也很复杂。为了及时、准确地确定并排除系统的故障,简要介绍了数控机床伺服系统故障类型,然后对传动装置、驱动系统和检测部件这三大部分的故障机制进行深入分析,为数控机床伺服系统的故障诊断与预报提供理论依据。并以传动装置与电机的主要部件轴承为例,利用小波分析的方法对其故障进行分析。 展开更多
关键词 数控机床 伺服系统 故障 机制分析
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基于SIMULINK的数控机床伺服系统动态性能仿真 被引量:9
19
作者 邵群涛 赵伟军 《机床与液压》 北大核心 2003年第6期222-224,共3页
文章提出了一种基于MATLAB6 /SIMULINK动态仿真平台的数控机床伺服系统动态性能的仿真方法 ,建立了基于SIMULINK的数控机床伺服系统动态性能分析仿真模型 ,给出了模型动态响应的仿真结果。
关键词 数控机床 SIMULINK 伺服系统 动态性能仿真
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数控机床进给伺服系统特性影响加工精度的分析 被引量:9
20
作者 孙建仁 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第3期45-47,共3页
讨论了系统稳态特性对轮廓误差的影响,认为在闭环控制系统中进行连续切削加工时,轮廓跟随精度与伺服驱动系统的稳态、动态特性有关.同时介绍了位置环增益与跟随误差的概念,推导了跟随误差与轮廓误差之间的数学描述,分析了在加工直线轮... 讨论了系统稳态特性对轮廓误差的影响,认为在闭环控制系统中进行连续切削加工时,轮廓跟随精度与伺服驱动系统的稳态、动态特性有关.同时介绍了位置环增益与跟随误差的概念,推导了跟随误差与轮廓误差之间的数学描述,分析了在加工直线轮廓和圆弧轮廓时跟随误差与轮廓误差之间的关系,以进一步提高零件轮廓的加工精度. 展开更多
关键词 数控机床 进给伺服系统 位置环增益 跟随误差 轮廓误差
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