大行程微進給機構模糊控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著超精密加工技術的不斷發(fā)展,微量進給機構被廣泛應用于超精密加工中,以實現(xiàn)刀具的精確微小位移,并在加工過程中對加工誤差做出相應補償以保證零件尺寸加工精度和表面質量。在超精密加工領域中,微量進給機構已經成為十分重要的組成部分,同時,對微量進給機構的精確控制更是實現(xiàn)和保證零件加工精度的前提,因此,本課題的研究對于提高超精密機床的發(fā)展及其廣泛應用有著重要的意義。結合本文所采用的基于壓電陶瓷的大行程微進給機構,介紹了常用的基于壓電陶瓷的微進給機

2、構,并分析了壓電陶瓷的主要特性和國內外在壓電陶瓷控制上的一些方法。首先,分析微進給機構的組成和工作原理,該機構是由壓電陶瓷驅動、滾珠絲杠傳動、空氣靜壓導軌支撐的微量進給機構。然后對微進給機構的驅動部分進行建模,得到驅動部分的傳遞函數(shù)。建立微進給機構機械傳動部分的等效模型,然后得到傳動部分的傳遞函數(shù)。最后得到整個實驗系統(tǒng)的傳遞函數(shù),對系統(tǒng)進行了穩(wěn)定性分析,為仿真分析做準備。其次,根據實驗臺的特點設計了模糊控制系統(tǒng),本系統(tǒng)采用二維輸入,在選

3、擇模糊變量的隸屬函數(shù)時采用不均勻劃分,在誤差較大的區(qū)域采用低分辨率的模糊子集,在誤差較小的區(qū)域采用較高分辨率的模糊子集,從而提高系統(tǒng)的漸進穩(wěn)定性。在仿真分析時發(fā)現(xiàn)僅用常規(guī)模糊控制器并不能得到理想的效果,經過分析,最后采用帶積分的模糊控制器,得到很好的仿真效果,為設計實驗控制系統(tǒng)提供指導。最后,建立了進給機構的積分模糊控制模型,詳細介紹了實驗系統(tǒng)的結構、算法和組成,并對進給機構進行了實驗研究。對實驗結果進行了詳細的分析,并與仿真結果對比,