基于結(jié)構(gòu)耦合的數(shù)控十字滑臺機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、分類號密級UDC學(xué)校代碼10497學(xué)位論文題目基于結(jié)構(gòu)耦合的數(shù)控十字滑臺機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)特性研究英文ResearchonDynamicacteristicsoftheElectromechanical題目SystemftheStructureCoupledNCCrossSlide研究生姓名王博姓名周勇職稱副教授學(xué)位博士單位名稱物流工程學(xué)院郵編430063申請學(xué)位級別碩士學(xué)科專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計及理論論文提交日期2015.5論文答辯日期2015.

2、5學(xué)位授予單位武漢理工大學(xué)學(xué)位授予日期答辯委員會主席評閱人2015年5月指導(dǎo)教師武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要數(shù)控十字滑臺是一種典型的數(shù)控機(jī)床類設(shè)備，它由XY兩根空間上相互垂直的電機(jī)絲杠系統(tǒng)驅(qū)動工作，它具有一般數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的共性特征。因此，深入的研究數(shù)控十字滑臺雙軸耦合進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)性能對數(shù)控機(jī)床的后續(xù)發(fā)展有著十分重要的意義。就一般數(shù)控機(jī)床而言，其空間結(jié)構(gòu)往往都不是單一的一根軸，多軸結(jié)構(gòu)在高速運(yùn)行的過程中由于移動部件之間存在著

3、很大的空間時變性，結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間的相互影響不可忽略。本文針對數(shù)控十字滑臺結(jié)構(gòu)耦合的特征對其機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行了理論、實驗、計算機(jī)仿真三方面的綜合研究。所做的主要工作包括有：（1）首先，基于數(shù)控十字滑臺XY軸的結(jié)構(gòu)耦合作用，利用有限元—集中參數(shù)法對其電機(jī)絲杠系統(tǒng)和移動部件滑塊系統(tǒng)分別單獨(dú)進(jìn)行了動力學(xué)數(shù)學(xué)建模的工作，并對其模型參數(shù)的確定做了理論分析。其次根據(jù)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型利用三維建模軟件和Adams動力學(xué)分析軟件建立起了數(shù)控十字滑臺XY雙軸耦合的

4、虛擬樣機(jī)模型，并在Adams軟件中完成了其固有模態(tài)的分析，討論了Y軸工作臺在不同位置結(jié)構(gòu)耦合作用時十字滑臺系統(tǒng)固有模態(tài)特性的變化規(guī)律。（2）利用MatalabSimulink建立了數(shù)控十字滑臺雙軸進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的控制模型，并結(jié)合Adams完成了其雙軸耦合作用下十字滑臺的機(jī)電聯(lián)合仿真工作，分析研究了其在不同軌跡、速度、加速度進(jìn)給情況下動態(tài)特性的區(qū)別。（3）建立了數(shù)控十字滑臺動態(tài)特性實驗平臺，并利用高分辨率伺服電機(jī)碼盤、直線光柵尺以及PCI高

5、速脈沖計數(shù)卡，測得了實驗平臺雙軸耦合作用下動態(tài)特性的振動信號，同時利用Matalb軟件對測得的信號進(jìn)行了數(shù)值計算與時域范圍下的分析研究。（4）基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，利用Matalab建立了數(shù)控十字滑臺伺服控制系統(tǒng)PID參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整優(yōu)化的仿真運(yùn)行腳本，通過仿真結(jié)果表明數(shù)控十字滑臺在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID自適應(yīng)調(diào)整的控制下，其系統(tǒng)控制精度、穩(wěn)定性和抗干擾性能都得到了很大提高，證明采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法能夠很好的滿足數(shù)控十字滑臺伺服參數(shù)時變性和不