數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)慣量識(shí)別及控制器參數(shù)校準(zhǔn)研究.pdf

1、數(shù)控機(jī)床以自動(dòng)化程度高、柔性好、加工精度高等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代制造業(yè)特別是復(fù)雜零件加工中得到廣泛應(yīng)用，并得到迅速的發(fā)展和普及。數(shù)控機(jī)床的加工精度是衡量數(shù)控機(jī)床工作性能的重要指標(biāo)，體現(xiàn)著機(jī)械制造業(yè)的制造能力和發(fā)展水平，也是整個(gè)國(guó)家科技和工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。而數(shù)控機(jī)床的加工精度在很大程度上取決于其伺服進(jìn)給系統(tǒng)的精度。永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)以其體積小、效率高、可靠性好以及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在各種高性能的數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中得到了廣

2、泛應(yīng)用。 永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)受機(jī)械參數(shù)變化影響較大，若不及時(shí)對(duì)其控制器進(jìn)行調(diào)整，會(huì)使控制系統(tǒng)性能變壞，甚至不穩(wěn)定等一系列問(wèn)題。這里的機(jī)械參數(shù)主要是指系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(包括電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩兩部分。 本文采用計(jì)算機(jī)仿真的方式對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了研究。首先，介紹了永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型和永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制原理，確立了i<,d>=0的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的電流、速度雙閉環(huán)的矢量控制

3、方案。接著，按照工程上通常采用的方法把系統(tǒng)的電流環(huán)校正成典型Ⅰ型系統(tǒng)，根據(jù)部分模型匹配法設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的速度控制器。然后，采用離散的模型參考自適應(yīng)辨識(shí)算法和帶有遺忘因子的遞推最小二乘法兩種方法在線(xiàn)辨識(shí)了系統(tǒng)的慣量，用辨識(shí)得到的慣量對(duì)系統(tǒng)的速度控制器進(jìn)行在線(xiàn)校正研究，仿真結(jié)果表明該伺服系統(tǒng)在本身的參數(shù)變化較大時(shí)，仍然具有良好的動(dòng)靜態(tài)性能。負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響也非常明顯，需要在線(xiàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。但負(fù)載轉(zhuǎn)矩同轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一樣，也是一個(gè)很難直接