機床雙驅工作臺摩擦參數(shù)辨識與同步控制研究.pdf

1、隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展，在大型、重型或受空間結構限制的情況下，傳統(tǒng)的單軸驅動方式已經(jīng)很難滿足實際需要，為此，數(shù)控機床軸驅動力作用于運動部件重心的重心驅動技術越來越受到重視。同時，為了縮小我國數(shù)控技術與國外的差距，國家已經(jīng)把雙軸同步控制技術作為國家戰(zhàn)略新興產業(yè)中高檔數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分來發(fā)展。因此，研究雙軸同步控制技術，具有十分重要的意義。
　　本文以雙軸驅動工作臺系統(tǒng)為研究對象，以實現(xiàn)對其快速穩(wěn)定準確地控制為目標。根據(jù)

2、雙軸驅動工作臺系統(tǒng)動力學特性和摩擦的分布特點建立其動力學模型。以HMC500高速臥式加工中心為實驗平臺來獲取實驗數(shù)據(jù)，用遺傳算法辨識摩擦模型的參數(shù)。設計雙軸同步控制方法，并通過Simulink對系統(tǒng)進行控制仿真。
　　本文主要研究了以下幾個方面的內容:
　　(1)運用機理建模法建立單軸驅動工作臺系統(tǒng)的剛性模型。研究單軸驅動工作臺系統(tǒng)的剛度，建立單軸驅動工作臺系統(tǒng)的柔性模型。分析雙軸驅動力與工作臺位移的關系，建立雙軸驅動工作臺

3、系統(tǒng)的柔性耦合模型，其中，將非線性摩擦分為三部分進行建模。
　　(2)選取Stribeck摩擦模型來描述系統(tǒng)所受的摩擦。針對雙軸驅動工作臺系統(tǒng)中摩擦的分布特點，選用遺傳算法對摩擦模型的參數(shù)進行辨識。用遺傳算法辨識了雙軸驅動工作臺系統(tǒng)正向和反向運動時Stribeck摩擦模型的參數(shù)。曲線擬合結果說明，遺傳算法可以快速高效可靠地辨識系統(tǒng)中摩擦模型的參數(shù)。
　　(3)提出了三環(huán)PID雙軸同步控制方法，其中，位置環(huán)和速度環(huán)為PI控制，