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基于美洲狮优化算法的微位移间隙调节机构PID寻优控制
1
作者
乔瑀
袁峰
+2 位作者
石明辉
车驰越
陈江义
《机电工程》
北大核心
2025年第9期1698-1706,共9页
为了解决现有空气电主轴气浮间隙无法调节的问题,设计了一种微位移间隙调节机构,专门用于对高速空气主轴的气浮间隙进行控制,并对其调节精度进行了研究。首先,对所设计的调节机构进行了介绍,明确了调节机构的原理,并将调节机构简化为简...
为了解决现有空气电主轴气浮间隙无法调节的问题,设计了一种微位移间隙调节机构,专门用于对高速空气主轴的气浮间隙进行控制,并对其调节精度进行了研究。首先,对所设计的调节机构进行了介绍,明确了调节机构的原理,并将调节机构简化为简单的刚体模型,得出了输入转矩和锥形轴承位移之间的关系,在此基础上考虑柔性件变形,使其更接近实际情况,建立了动力学模型,便于后续对系统进行控制分析;然后,介绍了美洲狮优化算法(PO),其作为一种新型的元启发式优化算法,有着独特的优势,将其与传统的算法在同一测试函数下进行了比较,突出其优越性,说明了选择该算法的原因,并将算法应用于调节装置系统中,得出了其收敛与误差效果;最后,利用PO算法对比例-积分-微分控制(PID)三参数进行了优化,对输入阶跃信号进行了响应效果分析,对输入理论位移曲线进行了位移追踪效果分析,并将该结果与传统PID方法的结果进行了比较。研究结果表明:经过美洲狮算法优化的PID调节较传统PID算法的响应速度提升了10%,超调量减少了34.9%;追踪效果有了明显提升,最大误差由0.11358 mm减少为0.01084 mm。该研究对位移调节装置的精度控制和电主轴间隙控制有较大参考价值。
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关键词
高速空气电主轴
气浮轴承
气浮间隙控制
美洲狮优化算法
比例-积分-微分控制
微位移间隙调节机构
调节精度
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职称材料
题名
基于美洲狮优化算法的微位移间隙调节机构PID寻优控制
1
作者
乔瑀
袁峰
石明辉
车驰越
陈江义
机构
郑州大学机械与动力工程学院
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第9期1698-1706,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFB3402704)。
文摘
为了解决现有空气电主轴气浮间隙无法调节的问题,设计了一种微位移间隙调节机构,专门用于对高速空气主轴的气浮间隙进行控制,并对其调节精度进行了研究。首先,对所设计的调节机构进行了介绍,明确了调节机构的原理,并将调节机构简化为简单的刚体模型,得出了输入转矩和锥形轴承位移之间的关系,在此基础上考虑柔性件变形,使其更接近实际情况,建立了动力学模型,便于后续对系统进行控制分析;然后,介绍了美洲狮优化算法(PO),其作为一种新型的元启发式优化算法,有着独特的优势,将其与传统的算法在同一测试函数下进行了比较,突出其优越性,说明了选择该算法的原因,并将算法应用于调节装置系统中,得出了其收敛与误差效果;最后,利用PO算法对比例-积分-微分控制(PID)三参数进行了优化,对输入阶跃信号进行了响应效果分析,对输入理论位移曲线进行了位移追踪效果分析,并将该结果与传统PID方法的结果进行了比较。研究结果表明:经过美洲狮算法优化的PID调节较传统PID算法的响应速度提升了10%,超调量减少了34.9%;追踪效果有了明显提升,最大误差由0.11358 mm减少为0.01084 mm。该研究对位移调节装置的精度控制和电主轴间隙控制有较大参考价值。
关键词
高速空气电主轴
气浮轴承
气浮间隙控制
美洲狮优化算法
比例-积分-微分控制
微位移间隙调节机构
调节精度
Keywords
high-speed air motorized spindle
air bearing
air flotation gap control
puma optimizer(PO)algorithm
proportional-integral-derivative(PID)control
micro-displacement gap adjustment mechanism
adjustment accuracy
分类号
TH133.2 [机械工程—机械制造及自动化]
TH133.35 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于美洲狮优化算法的微位移间隙调节机构PID寻优控制
乔瑀
袁峰
石明辉
车驰越
陈江义
《机电工程》
北大核心
2025
0
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