基于神經網絡的直線電機輪廓誤差控制技術研究.pdf

1、在科學技術不斷發(fā)展的潮流下，數控機床向著高速、高精度的方向發(fā)展，直線電機作為直驅技術的一種，具有不可比擬的速度和精度方面的優(yōu)勢，正在逐步取代傳統(tǒng)的“旋轉電機+滾珠絲杠”結構，應用于數控機床。數控機床在運行的過程中，會產生兩種誤差:單軸運動的跟蹤誤差和多軸聯動的輪廓誤差，這兩種誤差尤其是輪廓誤差直接影響著機床的輪廓加工精度以及進給速度，對于數控機床而言，對輪廓誤差的控制至關重要。
　　本文針對數控機床中基于直線電機的XY工作臺，對其

2、輪廓誤差控制技術進行研究。首先，闡述了課題的國內外研究概況，介紹了直線電機的基本原理并搭建其數學模型;其次，分析了神經網絡控制的理論，為直線電機單軸伺服系統(tǒng)選定控制方法;最后，建立了輪廓誤差模型，對影響輪廓精度的因素進行了分析與實驗驗證，為多軸系統(tǒng)選定控制方法。
　　本文的主要研究成果有以下幾點:
　　(1)結合直線電機的數學模型，針對單軸的伺服系統(tǒng)，基于常規(guī)PID原理，設計了三閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，引入智能控制理論，編寫神經網

3、絡PID控制算法，仿真實驗驗證了神經網絡PID控制在響應速度、穩(wěn)定性、跟蹤精度等各方面都要優(yōu)于PID控制;
　　(2)結合輪廓誤差模型，得到了由跟蹤誤差表示輪廓誤差的通用公式，分別從直線插補運動和圓弧插補運動進行分析計算，總結了各個軸的開環(huán)增益系數和運動速度對輪廓誤差的影響，仿真實驗驗證了分析的結論，即開環(huán)增益系數越不匹配，系統(tǒng)輪廓誤差越大，輪廓誤差與運動速度成正比;
　　(3)對輪廓誤差控制技術進行了研究，為系統(tǒng)編寫了變增