數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺機電動態(tài)性能研究與仿真.pdf

1、極坐標數(shù)控鏜銑鉆機床采用回轉(zhuǎn)運動加上X、Z兩個方向直線進給形成極坐標插補聯(lián)動，實現(xiàn)了經(jīng)濟型機床作大直徑復雜孔系與環(huán)形復雜曲面的加工。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是極坐標數(shù)控鏜銑鉆機床實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動的關鍵功能部件，其動態(tài)性能直接影響該機床整機的加工精度和穩(wěn)定性。因此，通過對數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的機電動態(tài)特性參數(shù)進行研究與分析，可以進一步優(yōu)化極坐標數(shù)控鏜銑鉆機床的整機性能。
　　 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺進給伺服系統(tǒng)的三環(huán)PID調(diào)節(jié)控制器的設計關系到數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺

2、的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。運用矢量控制原理建立三相交流永磁同步電機的數(shù)學模型；通過對交流伺服系統(tǒng)三環(huán)(電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán))PID控制器進行設計整定，分別得到電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，針對極坐標數(shù)控鏜銑鉆機床C軸伺服系統(tǒng)運用MATLAB軟件進行三環(huán)PID調(diào)節(jié)器的時域和頻域性能仿真分析，仿真結(jié)果表明，在不考慮數(shù)控機床的機械部分時，系統(tǒng)具有較好的動態(tài)特性。
　　 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的機械傳動系統(tǒng)包括齒輪傳動副、蝸輪蝸桿副。根據(jù)機

3、械動力學原理建立該系統(tǒng)的動力學方程，利用拉氏變換得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，與伺服系統(tǒng)模型結(jié)合得到數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺進給伺服系統(tǒng)的機電仿真模型。
　　 采用以MATLAB為基礎的動態(tài)分析設計方法，分析數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺進給伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性，得到系統(tǒng)的時間響應曲線和頻域特性曲線，研究了系統(tǒng)頻率、阻尼、傳動間隙對系統(tǒng)的影響；以ITAE、IST2E、GISE準則為指標函數(shù)對該系統(tǒng)進行參數(shù)優(yōu)化，比較分析得出GISE準則對于系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果較理想，可以