基于模糊理論的數(shù)控進給伺服系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、矢量控制的永磁同步電機(PMSM)伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床中。然而由于PMSM具有非線性、參數(shù)時變性等特點，單純的PID控制難以滿足進給伺服系統(tǒng)的性能要求。而且存在于伺服傳動機構(gòu)中的摩擦嚴重影響了系統(tǒng)的控制精度，并在低速運動時表現(xiàn)出爬行現(xiàn)象。隨著數(shù)控機床高速、高精度的發(fā)展，研究高性能的進給伺服系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 控制策略在數(shù)控進給伺服系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本論文以模糊理論的控制策略為切入點，建立數(shù)控進給伺服系

2、統(tǒng)的仿真模型，并著重研究了數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的復合控制策略，同時對影響控制器性能的主要參數(shù)作了進一步的分析。
　　 模糊控制的優(yōu)勢在于不依賴對象精確的數(shù)學模型，而且對參數(shù)變化不敏感，具有較強的靈活性和抗干擾能力。本文介紹了模糊控制器設(shè)計的基本方法，并分析了量化因子和比例因子對系統(tǒng)的動態(tài)性能指標-上升時間、超調(diào)量、響應(yīng)時間的影響。
　　 根據(jù)數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，建立了伺服控制和機械進給系統(tǒng)相結(jié)合的綜合模型。為了提高伺

3、服系統(tǒng)的性能，本文設(shè)計了一種模糊PID復合控制器，并著重研究了隸屬函數(shù)的確定和控制規(guī)則的建立。然后將PID控制器和模糊PID控制器引入系統(tǒng)模型中，分析比較兩者的控制效果。仿真結(jié)果表明，模糊PID控制響應(yīng)快、跟蹤精度高，比PID控制具有更強的魯棒性和抗干擾能力，能夠更好的滿足數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的性能要求。
　　 為了抑制摩擦力對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的非線性作用，建立了Stribeck+靜摩擦力模型，并設(shè)計一種基于遺傳算法的模糊補償控制器