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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
1
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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数控机床伺服系统参数选择及其刚度的研究 被引量:1
2
作者 计亚平 《机电工程》 CAS 1998年第3期32-34,共3页
以数控机床伺服进给系统的参数选择以及刚度为研究对象,结合在普通外圆曲轴磨床上进行数控改造的经验,讨论了伺服进给系统的参数选择问题,并着重研究了系统刚度对伺服进给系统的稳定性和定位精度的影响。结合实际,提出了提高传动刚... 以数控机床伺服进给系统的参数选择以及刚度为研究对象,结合在普通外圆曲轴磨床上进行数控改造的经验,讨论了伺服进给系统的参数选择问题,并着重研究了系统刚度对伺服进给系统的稳定性和定位精度的影响。结合实际,提出了提高传动刚度的结构措施及方法。对数控机床伺服进给系统的设计有一定的参考价值。 展开更多
关键词 数控机床 参数选择 刚度 伺服系统
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含前馈补偿和微分反馈的数控位置伺服系统 被引量:24
3
作者 黄科元 周滔滔 +1 位作者 黄守道 黄庆 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第15期2017-2023,共7页
数控位置伺服系统的前馈控制具有动态响应快、跟踪精度高、实用性高等特点,在位置跟踪数控伺服系统中应用广泛,但对数控伺服系统的位置阶跃响应作用不明显,且超调量大。为此,提出在位置前馈控制的基础上,引入位置环微分负反馈的新型控... 数控位置伺服系统的前馈控制具有动态响应快、跟踪精度高、实用性高等特点,在位置跟踪数控伺服系统中应用广泛,但对数控伺服系统的位置阶跃响应作用不明显,且超调量大。为此,提出在位置前馈控制的基础上,引入位置环微分负反馈的新型控制策略。在伺服系统位置环增加微分负反馈后,对前馈控制函数进行修正,使微分负反馈控制既能保证系统实现无超调快速响应,又不影响位置前馈跟踪性能。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性,表明该新型控制方法适用范围广,响应速度快,超调量小,具有很高的工程实用价值。 展开更多
关键词 数控伺服系统 前馈控制 微分负反馈控制 快速响应 无超调
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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
4
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
5
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
6
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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基于PMSM的三环数控交流伺服系统 被引量:8
7
作者 曾孟雄 赵千惠 欧阳文 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第5期45-48,共4页
论文以数控交流伺服系统为研究对象,给出了一种基于永磁同步电机(PMSM)的三环控制策略。通过建立电流环、转速环和位置环的动态数学模型并进行等效简化,采用闭环调节器对系统性能进行校正的方法,并在Matlab/Simulink环境下对案例进行仿... 论文以数控交流伺服系统为研究对象,给出了一种基于永磁同步电机(PMSM)的三环控制策略。通过建立电流环、转速环和位置环的动态数学模型并进行等效简化,采用闭环调节器对系统性能进行校正的方法,并在Matlab/Simulink环境下对案例进行仿真整定计算。结果表明了系统整体设计的正确性,并达到预期控制效果。 展开更多
关键词 伺服系统 数控 矢量控制 整定
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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
8
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
9
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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活塞数控车床刀具伺服系统的补偿控制 被引量:2
10
作者 王先逵 刘金凌 +1 位作者 张静荣 周惠兴 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 1996年第6期18-20,共3页
椭圆活塞的数控车削对刀具伺服系统的频响和行程具有特殊的要求,介绍以自行研制的直流直线电机为驱动元件的刀具伺服系统。给出直线电机及闭环系统的传递函数,进行控制器的综合,根据活塞加工的特点.采用幅一相补偿控制。分析证明,... 椭圆活塞的数控车削对刀具伺服系统的频响和行程具有特殊的要求,介绍以自行研制的直流直线电机为驱动元件的刀具伺服系统。给出直线电机及闭环系统的传递函数,进行控制器的综合,根据活塞加工的特点.采用幅一相补偿控制。分析证明,该方法理论上可实现无差跟踪、正弦信号跟踪特性实验和实际活塞的试切结果表明,该方法应用简单,效果明显。 展开更多
关键词 椭圆活塞 直流直线电机 刀具 伺服系统 数控车床
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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
11
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
12
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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自适应遗传算法在数控伺服系统控制参数优化中的应用 被引量:8
13
作者 李军民 李虎 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期430-434,共5页
目的研究数控伺服系统的PID参数控制中组合优化问题。方法基于标准遗传算法理论,提出了一种使交叉概率和变异概率随适应度值自动改变的自适应遗传算法。结果在保持种群多样性的同时,保证了算法的收敛性,同时也保持了较好的系统稳定性。... 目的研究数控伺服系统的PID参数控制中组合优化问题。方法基于标准遗传算法理论,提出了一种使交叉概率和变异概率随适应度值自动改变的自适应遗传算法。结果在保持种群多样性的同时,保证了算法的收敛性,同时也保持了较好的系统稳定性。结论与传统Ziegler-Nichols算法的PID参数整定进行动态响应性能对比分析与仿真试验,表明基于自适应遗传算法的PID参数整定方法具有一定的优越性,能快速平稳地跟随期望输出值,系统响应具有较好的实时性与控制精度。 展开更多
关键词 自适应遗传算法 PID参数整定 数控伺服系统
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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
14
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SIMULINK的数控机床伺服系统动态性能仿真 被引量:9
15
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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采摘机器人选择性作业信息获取研究——基于无标定视觉伺服系统 被引量:10
16
作者 张璐 郭奇青 《农机化研究》 北大核心 2017年第5期241-245,共5页
以采摘机器人采摘作业为研究对象,以选择性采摘成熟果蔬为研究目标,基于无标定视觉伺服系统,结合果蔬成熟特性判断目标果实是否适合采摘,设计了一套以MSP430F149为核心的智能检测控制系统,可以实时处理相机采集到的图像,并选择性采摘符... 以采摘机器人采摘作业为研究对象,以选择性采摘成熟果蔬为研究目标,基于无标定视觉伺服系统,结合果蔬成熟特性判断目标果实是否适合采摘,设计了一套以MSP430F149为核心的智能检测控制系统,可以实时处理相机采集到的图像,并选择性采摘符合要求的果实。本文重点研究了视觉伺服原理与模型、果实成熟度判断、选择性作业信息获取,以及系统的硬软件设计,并对文中设计研究的系统进行了可行性验证。试验结果表明:该无标定视觉伺服系统判断准确,能够较大程度提高机器人的可靠性与稳定性,应用前景宽广。 展开更多
关键词 采摘机器人 视觉伺服系统 选择性作业 图像信息
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基于Modelica的数控伺服系统模糊PID控制与仿真 被引量:3
17
作者 王波兴 李鹏杰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2924-2929,共6页
在实际工程应用中,永磁同步电机是一个多变量、强耦合、非线性的控制对象,同时还要考虑机械系统的阻尼、刚度、摩擦特性等因素,使得数控伺服进给系统运行情况复杂,具有参数时变性和模型不确定性的特点。传统的PID控制方法不能达到满意... 在实际工程应用中,永磁同步电机是一个多变量、强耦合、非线性的控制对象,同时还要考虑机械系统的阻尼、刚度、摩擦特性等因素,使得数控伺服进给系统运行情况复杂,具有参数时变性和模型不确定性的特点。传统的PID控制方法不能达到满意的控制效果,利用模糊控制无需建模精确的优点,将其与PID控制相结合,控制进给系统,采用Modelica语言建模,建立了一个数控伺服系统模糊PID控制模型库,主要子模型有永磁同步电机、机械系统、模糊控制器、逆变器,并在Mworks仿真平台上进行仿真。仿真结果表明,该控制方法弥补了单纯使用PID控制不能在线调整参数的缺点,加快了系统的响应速度和提高了控制精度,具有鲁棒性强、结构简单的优点。同时该模型库还可以分析机械系统的阻尼、刚度、摩擦特性等因素对系统输出特性的影响,为数控机床进给系统的设计提供了理论和参考价值。 展开更多
关键词 数控伺服系统 模糊控制 滚珠丝杠 PID
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基于Matlab/Simulink数控伺服系统的建模仿真 被引量:7
18
作者 王小东 王大承 《组合机床与自动化加工技术》 2006年第8期67-69,共3页
利用Matlab/Simulink软件,通过对永磁同步电机(PMSM)本体、d/q坐标系向a/b/c坐标系转换、三相电流源逆变器等功能模块建立与组合,构建了永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型。根据数控伺服系统的性能要求,进行参数选择及仿... 利用Matlab/Simulink软件,通过对永磁同步电机(PMSM)本体、d/q坐标系向a/b/c坐标系转换、三相电流源逆变器等功能模块建立与组合,构建了永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型。根据数控伺服系统的性能要求,进行参数选择及仿真。仿真结果证明了该系统模型的有效性,为数控伺服控制系统的设计和调试提供了理论基础。 展开更多
关键词 MATLAB/SIMULINK 数控伺服系统 永磁同步电机 仿真
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基于工业以太网的数控机床一体化伺服系统 被引量:2
19
作者 徐东 王田苗 +1 位作者 刘敬猛 魏洪兴 《机床与液压》 北大核心 2008年第11期1-4,共4页
伺服系统和数控系统之间的控制延时影响数控机床的精度和速度。利用工业以太网的高通信速率,设计了一种一体化的伺服系统控制结构。把传统伺服系统的功率放大部分和控制部分分离;控制部分和数控系统组成一体化控制系统,与功率放大部分... 伺服系统和数控系统之间的控制延时影响数控机床的精度和速度。利用工业以太网的高通信速率,设计了一种一体化的伺服系统控制结构。把传统伺服系统的功率放大部分和控制部分分离;控制部分和数控系统组成一体化控制系统,与功率放大部分之间用工业以太网传输PWM控制信息和电流、位置反馈信息。这种改进的伺服系统控制结构能够消除控制信号接口带来的延时,为提高数控机床的精度和速度提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 数控机床 伺服系统 工业以太网 一体化结构
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数控机床伺服系统低速性能的研究 被引量:3
20
作者 赵恩旭 许镇琳 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2002年第12期44-46,共3页
分析了影响数控机床伺服系统低速性能的原因 ,并给出了具体的解决方法 。
关键词 数控机床 伺服系统 低速性能 DSP 齿槽效应
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