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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考虑摩擦和间隙影响的机床进给伺服系统建模与分析 被引量：26

2

作者 刘丽兰 刘宏昭 +1 位作者 吴子英 张明洪 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期212-218,共7页

进给伺服系统的性能对数控机床的跟踪及定位精度、加工质量等有着重要的作用。摩擦和间隙的非线性会导致系统的爬行、振荡等不稳定行为。针对闭环控制的直联式进给伺服系统,建立了考虑摩擦和间隙的综合力学模型和数学模型。研究了低速... 进给伺服系统的性能对数控机床的跟踪及定位精度、加工质量等有着重要的作用。摩擦和间隙的非线性会导致系统的爬行、振荡等不稳定行为。针对闭环控制的直联式进给伺服系统,建立了考虑摩擦和间隙的综合力学模型和数学模型。研究了低速进给条件下摩擦和间隙非线性对工作台输出的影响,得出了工作台产生爬行现象的几种可能条件,并给出消除进给系统爬行现象的几种常见措施。所得结论为进给伺服系统的优化设计和性能预测提供了理论支持。 展开更多

关键词 机床 进给伺服系统 摩擦 间隙 爬行 模型

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数控机床进给伺服系统研究进展 被引量：7

3

作者 吴子英 刘宏昭 +1 位作者 王胜 刘丽兰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期148-155,160,共9页

针对目前数控机床进给系统的发展状况,首先描述了进给系统的几种结构形式,分析了不同结构形式的特点及适用场合。然后介绍了进给系统运动性能的预测及检测方法。并且系统地阐述了几种进给系统力学模型及其特点,分析了进给系统中影响进... 针对目前数控机床进给系统的发展状况,首先描述了进给系统的几种结构形式,分析了不同结构形式的特点及适用场合。然后介绍了进给系统运动性能的预测及检测方法。并且系统地阐述了几种进给系统力学模型及其特点,分析了进给系统中影响进给系统动态性能的非线性因素,详细论述了多种摩擦和间隙控制补偿方案及其各自特点。最后,针对当前进给系统建模及控制方面存在的不足提出了几点展望,为今后进给系统的相关研究提供了参考。 展开更多

关键词 进给伺服系统 传动结构 性能预测 力学建模 控制补偿

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大型数控车床进给伺服系统建模与分析 被引量：7

4

作者 刘丽兰 刘宏昭 +1 位作者 吴子英 王建平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期32-36,共5页

针对某大型数控车床的横向进给伺服系统,建立考虑摩擦和传动刚度的综合力学模型与数学模型。通过数值仿真分析低速进给下静动摩擦力差值和传动刚度变化对工作台输出的影响,得出工作台产生爬行运动的可能性条件。该型数控车床横向进给系... 针对某大型数控车床的横向进给伺服系统,建立考虑摩擦和传动刚度的综合力学模型与数学模型。通过数值仿真分析低速进给下静动摩擦力差值和传动刚度变化对工作台输出的影响,得出工作台产生爬行运动的可能性条件。该型数控车床横向进给系统现场实验的结果验证了理论分析的合理性。所得结论为数控机床进给伺服系统的稳定性和加工精度的提高提供了研究基础。 展开更多

关键词 进给伺服系统 摩擦 刚度 爬行

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低速下机床进给伺服系统稳定性研究 被引量：6

5

作者 刘丽兰 刘宏昭 +1 位作者 吴子英 原大宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期187-190,194,共5页

以PID控制的数控机床进给伺服系统为研究对象,研究了低速进给时非线性摩擦对系统的稳定性的影响。采用新的连续摩擦模型,建立了含非线性摩擦的系统单自由度等效模型,同时也计入了负载干扰的影响。基于Tay-lor级数展开,将非线性滑动摩擦... 以PID控制的数控机床进给伺服系统为研究对象,研究了低速进给时非线性摩擦对系统的稳定性的影响。采用新的连续摩擦模型,建立了含非线性摩擦的系统单自由度等效模型,同时也计入了负载干扰的影响。基于Tay-lor级数展开,将非线性滑动摩擦线性化,给出了系统稳定性判别条件的解析表达式。该判别条件可以用来确定PID控制参数以避免系统不稳定。仿真和实验均验证了判别条件的有效性,为预测和消减低速进给时摩擦引起的爬行现象提供了一种简单有效的方法。 展开更多

关键词 进给伺服系统 爬行 稳定性 摩擦

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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

6

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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数控进给伺服系统的模糊免疫自适应PID控制研究 被引量：8

7

作者 柴光远 赵鹏兵 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2009年第8期74-77,共4页

针对数控进给伺服系统的特点及其性能要求,应用免疫反馈系统的原理和模糊控制理论,在传统PID控制基础上设计出一种模糊免疫自适应PID控制器。运用模糊免疫PID控制,通过模糊控制规则对PID参数进行实时修改,使系统具有较好的自适应能力和... 针对数控进给伺服系统的特点及其性能要求,应用免疫反馈系统的原理和模糊控制理论,在传统PID控制基础上设计出一种模糊免疫自适应PID控制器。运用模糊免疫PID控制,通过模糊控制规则对PID参数进行实时修改,使系统具有较好的自适应能力和较强的鲁棒性。在MATLAB环境下对进给伺服系统进行了动态仿真。仿真结果表明,模糊免疫自适应PID控制器的控制性能远优于常规PID控制器,即使在外界干扰和系统工况发生变化时,此控制器也具有很好的快速响应特性和较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 进给伺服系统 免疫反馈 模糊免疫PID控制 自适应 仿真

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基于改进Dahl模型的进给伺服系统摩擦特性与补偿研究 被引量：4

8

作者 彭洋 余晓流 谈莉斌 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2014年第1期114-117,121,共5页

针对进给伺服系统存在非线性摩擦的问题,介绍了一种改进的Dahl模型,该模型改善了Dahl模型的稳定性且能描述滞-滑现象。基于该模型建立了考虑摩擦的系统综合数学模型,分析了摩擦对系统性能的影响;同时,对系统采用固定摩擦补偿,并利用遗... 针对进给伺服系统存在非线性摩擦的问题,介绍了一种改进的Dahl模型,该模型改善了Dahl模型的稳定性且能描述滞-滑现象。基于该模型建立了考虑摩擦的系统综合数学模型,分析了摩擦对系统性能的影响;同时,对系统采用固定摩擦补偿,并利用遗传算法对摩擦参数进行了辨识。结果表明,改进的Dahl模型摩擦补偿有效地消除了系统因摩擦而产生的"死区"、"平顶"等不良现象,提高了系统的运动精度和定位精度。 展开更多

关键词 改进的Dahl模型 进给伺服系统 非线性摩擦 摩擦补偿 参数辨识

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直线电机进给伺服系统的自适应模糊位置控制研究 被引量：5

9

作者 韩江 苏志远 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期136-139,共4页

文章针对电机引入的非线性、参数不确定性及对位置伺服系统快速定位和无超调的要求问题,采用一种新的位置控制方法,即基于ITAE最优控制的对量化因子和比例因子进行在线寻优的自适应模糊控制方法。仿真及实验结果表明,这种模糊位置控制... 文章针对电机引入的非线性、参数不确定性及对位置伺服系统快速定位和无超调的要求问题,采用一种新的位置控制方法,即基于ITAE最优控制的对量化因子和比例因子进行在线寻优的自适应模糊控制方法。仿真及实验结果表明,这种模糊位置控制器具有良好的稳态精度和动态响应,与传统比例位置控制的伺服系统相比,具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 数控机床 自适应模糊位置控制 进给伺服系统 永磁直线伺服电机

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数控进给伺服系统摩擦补偿控制仿真 被引量：29

10

作者 智淑亚 吴洪兵 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2019年第4期361-365,共5页

针对伺服系统传动机构中摩擦对系统控制精度的影响问题,提出了一种遗传算法与模糊控制复合方法.建立了Stribeck+静摩擦力模型,设计了一种基于遗传算法的模糊补偿控制器,并将模糊补偿控制器应用于伺服系统中进行仿真.仿真结果表明,此方... 针对伺服系统传动机构中摩擦对系统控制精度的影响问题,提出了一种遗传算法与模糊控制复合方法.建立了Stribeck+静摩擦力模型,设计了一种基于遗传算法的模糊补偿控制器,并将模糊补偿控制器应用于伺服系统中进行仿真.仿真结果表明,此方法不仅可有效抑制摩擦力对数控进给伺服系统的非线性作用及系统的低速爬行现象,而且可提高进给伺服系统的动态性能.采用不同的初始控制规则进行分析后发现,设置的初始值对遗传算法的收敛速度和系统的摩擦补偿均具有良好效果. 展开更多

关键词 进给伺服系统 摩擦力模型 模糊PID控制 摩擦补偿 遗传算法 补偿控制器 跟踪误差

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数控机床进给伺服系统常见故障诊断与维修 被引量：6

11

作者 韩京海 郭燕 《机床与液压》 北大核心 2010年第16期93-94,52,共3页

结合具体实例,介绍数控机床进给伺服系统常见故障类型,如超程、过载、回参考点故障、伺服电机不转、振动、位置误差、爬行、漂移等,并给出相应的诊断方法和处理过程。

关键词 进给伺服系统 故障诊断 维修

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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

12

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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数控机床进给伺服系统的性能评估与改进 被引量：13

13

作者 李佳特 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2004年第10期112-115,共4页

文章介绍了伺服系统在数控加工中的作用以及伺服系统的主要性能指标。并根据这些性能指标评估伺服系统。

关键词 数控机床 进给伺服系统 数控加工 性能评估 性能指标

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基于数控机床进给伺服系统的研究综述 被引量：6

14

作者 杨早娥 石品德 《机床与液压》 北大核心 2008年第12期56-57,74,共3页

基于数控机床进给伺服系统技术要求,阐述了数控机床进给伺服系统的现状与发展,揭示了数控机床进给伺服系统为适应超高速切削、超精密加工、网络制造等先进制造技术的需要,必将朝着高科技和网络化等现代全数字控制伺服系统及由直线电动... 基于数控机床进给伺服系统技术要求,阐述了数控机床进给伺服系统的现状与发展,揭示了数控机床进给伺服系统为适应超高速切削、超精密加工、网络制造等先进制造技术的需要,必将朝着高科技和网络化等现代全数字控制伺服系统及由直线电动机驱动的直线伺服系统方向发展。 展开更多

关键词 数控机床 进给伺服系统

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数控机床进给伺服系统特性对轮廓误差的影响 被引量：4

15

作者 孙建仁 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2004年第10期59-61,共3页

文章讨论了进给伺服系统稳态特性对轮廓误差的影响。介绍位置闭环控制模型与跟随误差的基本概念 ,推导跟随误差与轮廓误差之间的数学描述 ,分析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 。

关键词 进给伺服系统 轮廓误差 数控机床 加工精度 制模 圆弧 零件 跟随误差 稳态特性 闭环控制

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基于PMAC打磨机进给伺服系统的研究 被引量：1

16

作者 解本铭 鞠红超 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2009年第4期42-44,共3页

基于PMAC建立打磨机进给伺服模型,实现PID控制;通过Matlab对该模型进行仿真,利用衰减曲线法进行PID参数整定;设计陷波滤波器,有效抑制系统共振频率。仿真所得结果为工程设计提供了理论参考,利用Matlab仿真PMAC的PID伺服算法也是一种新... 基于PMAC建立打磨机进给伺服模型,实现PID控制;通过Matlab对该模型进行仿真,利用衰减曲线法进行PID参数整定;设计陷波滤波器,有效抑制系统共振频率。仿真所得结果为工程设计提供了理论参考,利用Matlab仿真PMAC的PID伺服算法也是一种新的尝试。 展开更多

关键词 PMAC 打磨机 进给伺服系统 陷波滤波器

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流程图在FANUC进给伺服系统故障诊断中的应用

17

作者 赵东升 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第3期128-130,共3页

流程图因逻辑清晰、简单易懂，在故障诊断方面有其广泛的应用，从家用电器、计算机、汽车到工程机械等的维修，我们都能找到流程图使用的影子。

关键词 故障诊断 进给伺服系统 流程图 FANUC 应用 家用电器 工程机械 计算机

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计入摩擦的进给伺服系统自适应滑模控制方法研究 被引量：2

18

作者 李淑超 刘丽兰 +1 位作者 任博林 张小静 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第9期1351-1356,共6页

针对具有非线性摩擦和有界外部扰动的进给伺服系统,设计了一种自适应滑模控制器。该控制器采用自适应算法建立了摩擦力的线性边界,将其作为滑模控制项增益,利用滑模控制项补偿摩擦和外部扰动,使系统跟踪误差渐进收敛于要求的允差内。基... 针对具有非线性摩擦和有界外部扰动的进给伺服系统,设计了一种自适应滑模控制器。该控制器采用自适应算法建立了摩擦力的线性边界,将其作为滑模控制项增益,利用滑模控制项补偿摩擦和外部扰动,使系统跟踪误差渐进收敛于要求的允差内。基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的全局稳定性。仿真结果表明该控制器能有效补偿摩擦和外部扰动,相对于传统的PD和PID控制,显著提高了进给伺服系统的跟踪精度,并对系统参数和摩擦的不确定性具有一定的鲁棒性。 展开更多

关键词 进给伺服系统 摩擦补偿 自适应算法 滑模控制 鲁棒性

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一种进给伺服系统非线性PID交叉耦合控制 被引量：2

19

作者 路勇良 赵军 +2 位作者 李莉莉 张振 刘青华 《机床与液压》 北大核心 2023年第19期46-51,共6页

提高多轴伺服系统的轮廓跟随性能是现代计算机数控加工的重要应用之一。针对传统交叉耦合控制方法对自由曲线轨迹的轮廓跟踪精度较差以及传统PID控制系统抗扰性和鲁棒性较差的问题,提出一种基于自抗扰控制的交叉耦合轮廓误差补偿综合控... 提高多轴伺服系统的轮廓跟随性能是现代计算机数控加工的重要应用之一。针对传统交叉耦合控制方法对自由曲线轨迹的轮廓跟踪精度较差以及传统PID控制系统抗扰性和鲁棒性较差的问题,提出一种基于自抗扰控制的交叉耦合轮廓误差补偿综合控制策略,该策略由用于位置环反馈控制和轮廓误差补偿的新型非线性PID(NLPID)、位置伺服控制器TNP-ADRC和基于NLPID的变增益交叉耦合控制器组成。在MATLAB/Simulink环境下对方波信号跟踪和标准圆轮廓加工过程中轮廓误差的变化情况进行仿真,仿真结果表明:与传统PID交叉耦合控制相比,该方法不仅能够有效提高系统的鲁棒性以及抗干扰能力,并且能够显著提高多轴运动控制系统的轮廓加工精度。 展开更多

关键词 数控机床进给伺服系统 轮廓误差 交叉耦合控制 自抗扰控制

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基于ADAMS的VTD350进给伺服系统的仿真与分析 被引量：1

20

作者 包华明 刘江 蔡鸣 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第3期59-62,共4页

以倒立式车铣复合加工中心VTD350进给伺服系统为研究对象,利用ADAMS软件建立起进给伺服系统的虚拟样机模型,并对模型进行了动力学仿真,得出了仿真结果,通过分析仿真结果验证系统的动力学特性、定位精度等设计指标。应用仿真软件对进给... 以倒立式车铣复合加工中心VTD350进给伺服系统为研究对象,利用ADAMS软件建立起进给伺服系统的虚拟样机模型,并对模型进行了动力学仿真,得出了仿真结果,通过分析仿真结果验证系统的动力学特性、定位精度等设计指标。应用仿真软件对进给伺服系统进行建模仿真,可以有效地降低成本,缩短周期,并能很方便地对设计中的一些规律进行定量和定性研究,为机床一次性试制成功提供可靠保证。研究为虚拟样机技术在新产品开发中的应用提供了有效方法。 展开更多

关键词 倒立式车铣复合加工中心 动力学仿真 进给伺服系统 ADAMS

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