零传动机床的高速直线进给单元的伺服动刚度研究

通过对直线电机进给伺服系统的结构特点和组成原理进行分析,推导出直线电机进给系统控制模型,利用Matlab&Simulink软件对模型进行了仿真,并结合GD-3型直线进给单元的伺服刚度的实验研究,分析了控制参数对直线电机伺服刚度的影响规律.     

直线进给系统负载质量对伺服动刚度影响的研究

为了研究负载质量对直线进给系统伺服动刚度的影响,建立直线电动机进给系统控制模型,利用Matlab软件对模型进行仿真,分析负载质量对直线进给系统伺服动刚度的影响规律,并结合直线进给实验装置进行验证,在此基础上提出相应的改进措施。     

直线电动机速度控制的研究

利用直线电动机作为快速伺服进给单元,实现机床的零传动,能达到高速高精度加工目的.但直线电动机在运行过程中进给速度越大,电动机实际运动的位置跟随理论运动的位置性能越差,如何降低系统响应的跟随误差,是使系统性能优化的关键.通过PMAC双闭环控制,专家自适应PID伺服控制环调整控制参数,能使直线电动机进给系统获得良好的动态及稳态性能.     

直线电动机的应用

上期"直线电动机原理"介绍了3种常用于工业界精密定位的直线电动机(LM):步进直线电动机(LMP)、有铁心伺服直线电动机(LMS)、无铁心伺服直线电动机(LMC).本文将说明这些LM的选用要点及典型应用.     

磁悬浮永磁直线电动机及其控制系统研究

根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理,给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型,对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算,并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机,制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统,对系统进行实验研究,获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。     

直线电动机在非圆截面零件精密加工中的应用研究

对具有种类多、高精度和高频响伺服控制要求的非圆截面零件加工来说,传统进给系统已难以满足要求。近年来,直线电动机作为一种新型伺服驱动进给装置,得到广泛应用。简单介绍了直线电动机在国内、外的应用现状,综述了直线电动机的基本原理及特点。利用PMAC(Programmable multi-axis controller)时基控制法,通过椭圆形等典型非圆零件表面精密加工试验,研究了基于PMAC的直线电动机的伺服控制技术和防磁散热等问题。为推动直线电动机在高速高精度数控机床中的应用打下基础。     

基于PID控制的直线进给系统的仿真与试验

在数控机床永磁直线同步电动机基本结构及工作原理基础上,构建了直线进给系统物理模型及传递函数。根据工程设计方法设计直线进给系统的PID控制器,通过仿真分析验证了控制器的有效性,最后通过直线进给系统综合试验平台开展相关实验研究PI控制下直线进给系统的动态性能,并分析了主要控制参数对系统动态性能的影响。     

基于动刚度评价的直接进给轴伺服参数优化方法

优化直接进给轴伺服参数对提高进给轴抗干扰性能具有重要作用。分析了数控系统中应用伯德图优化伺服参数存在的问题,研究了一种基于动刚度评价的直接进给轴伺服参数优化方法。通过建立直接进给轴动力学模型,给出了基于脉冲激励的动刚度测量方法,依据测量方法确定进给轴动刚度频谱图,建立了直接进给轴伺服系统动刚度模型,分析得到影响动刚度的主要因素,结合动刚度频谱图,给出了伺服参数快速优化策略。优化策略中依据动刚度频谱图判断共振点所在频段,应用电子滤波器抑制共振频段。以驱动系统为SINUMERIK 840D的自构建直线电机进给轴实验平台为对象,进行了伺服参数优化实验,实验结果表明,该方法能有效避免误判共振频段,可直接确认共振点,与应用伯德图优化伺服参数方法相比,优化后使速度环伯德图0dB频段增加58.6Hz,且首个尖峰延后11.7Hz。     

直线电机伺服系统的设计与应用研究

简单介绍了直线电机的分类和优点，设计了一种直线电机伺服系统的结构，说明了驱动器的使用方法及其基本工作原理，对应不同的控制参数采集速度控制和位置控制的伺服曲线，建立了直线电机伺服系统的控制模型，比较了模型运算结果和实际测试采样结果，分析了控制算法及参数对伺服系统性能的影响，描述了最终伺服系统所达到的性能指标。     

永磁直线伺服电动机实时电压信号采集方案设计

通过选用合适的永磁直线伺服电动机、电压传感器和光栅设备,完成了一套基于虚拟仪器思想的永磁直线伺服电动机电压信号采集方案。在系统实现过程中,用制作的实物系统对目标电动机的电压物理量进行实时数据采集,验证方案正确可行。     

参数在线辨识的交流位置伺服系统前馈控制

研究了基于前馈控制的交流位置伺服系统的轨迹跟踪控制问题。提出一种自适应模型参数在线辨识的改进方法,用以快速、有效地辨识出模型参数的变化,并应用到前馈控制器中。研究结果表明,基于模型参数在线辨识的前馈控制可以实现位置伺服系统的高速、高精度跟踪控制。     

基于滑模自适应控制的电液位置伺服系统低速性能改善

在低速、超低速运行时,电液伺服系统受到以摩擦力为主的干扰力矩和参数不确定性等扰动,进而影响电液位置伺服系统的低速性能。该研究从低速平稳性和跟踪精度两个角度出发,分析了电液位置伺服系统低速性能的主要影响因素,提出了一种滑模自适应控制方法。并将该方法应用于某硅钢厂电液单辊CPC系统,进行了仿真。研究表明,在考虑系统非线性、扰动及参数不确定性的情况下,该研究的滑模自适应控制方法能够有效地抑制抖振并获得伺服系统的低速平稳、快速跟踪。     

伺服系统速度环控制参数自整定方法研究

为了能够获得伺服系统的最优性能,必须寻找一种高效实用的伺服速度环控制参数自动整定方法。通过坐标轮换方法对一阶惯性滞后模型的PID控制参数进行寻优,可以得到对应不同特征模型的最优控制参数。利用最优控制参数集合,运用曲线拟合的方法,获取了一组基于一阶惯性滞后模型特征值的最优参数整定公式,根据得到的整定公式,设计了一种伺服速度环控制参数的自整定方法,并进行了实时仿真研究。结果表明:提出的速度环控制数自整定方法能够高效获得整定结果。     

电液伺服系统RBF神经网络滑模控制

针对阀控液压缸位置伺服系统非线性导致模型参数确定困难及干扰问题，在分析三阶位置控制的电液控制系统原理及模型的基础上，引入神经网络的RBF 径向基控制模型和自适应滑模算法，同时考虑了非1负反馈参数，建立了基于RBF 神经网络滑模控制的电液伺服控制系统数学模型。通过选取合适的Lyapunov 函数，分析了系统稳定性，解决了参数未定及挠动情况下的电液伺服系统控制器设计问题。仿真结果证明，所设计的控制器使系统的输出对给定信号的跟踪精度高，响应快，具有较强的鲁棒性。     

数控机床速度伺服系统自适应控制研究

针对数控机床速度伺服系统，讨论一种具有鲁棒稳定性的模型参考自适应控制方法，提出一种简便的高阶状态变量获取方法以及一种鲁棒适应算法，以便能消除由于有界扰动而引起的参数漂移。并对ＳＣＳ－０１伺服系统进行仿真实验，得到很好效果。     

基于机械臂位姿变换的柔性负载伺服驱动系统控制策略

伺服驱动系统的柔性负载端转动惯量等参数随柔性机械臂位姿变化而变化,进而影响伺服驱动系统电动机输出端转速。为降低电动机输出端速度波动,采用极点配置的方法设计伺服驱动系统转速环PI控制器参数,该参数的选择随柔性机械臂位姿变化而变化,从而使伺服驱动系统在不同位姿下获得良好的动态响应特性,避免机械谐振发生。首先根据连续体振动理论和拉格朗日原理建立了柔性负载伺服驱动系统动力学模型,并通过状态方程求得电动机转速到柔性负载驱动转矩的传递函数。将变参数PI控制策略应用于伺服驱动系统转速环控制中,分析了柔性负载对转速环的控制特性的影响,采用极点配置的方法设计控制器参数。接下来分别采用相同幅值、相同阻尼系数、相同实部3种极点配置策略设计控制器参数。讨论了这 3 种极点配置策略不同参数对系统谐振峰值、谐振频率和带宽的影响。最后通过数值仿真分析表明:伺服驱动系统等效柔性负载参数与机械臂的位姿有关;柔性负载回转半径、转动惯量较大的情况,不适宜使用相同实部的极点配置方法,但其余两种方法可通过适当选择参数使电动机输出转速波动程度减小。     

履带车辆无线遥控变量系统的设计

为实现车辆操控的方便性，以履带车辆纯机械液压变量系统为基础，提出一种新型无线遥控电液伺服变量控制系统。基于无线传输易被干扰出现乱码的情况，设计了无线遥控指令信号的生成方法，介绍了硬件电路和电液伺服系统的原理及组成。考虑到无人驾驶对液压系统响应的快速性要求，以提高电液伺服系统的响应速度，在AMESim中完成对液压伺服系统建模，分析了活塞和高频响比例伺服阀结构参数对电液伺服系统响应速度的影响，找到了提高响应快速性的几个重要影响因素，为无线遥控变量液压系统设计奠定了理论基础。实验证明方案可以实现无线遥控的功能。     

PLC与交流伺服在单轴控制系统中的应用

介绍了基于PLC的交流伺服电机控制系统,从系统参数分析设计入手,设计了基于三菱A系列PLC的电机伺服控制系统,给出了具体算法和软件程序.     

数控机床位置控制系统仿真

本文介绍了数控机床交流伺服位置控制系统的结构及其简化模型,并采用实验测试与SIMULINK仿真相结合的方法,方便地确定了模型参数。通过对某型位置控制系统的实际测试与仿真,验证了该方法确定参数的有效性以及位置控制系统简化模型的实用性。     

某舰载火控雷达风载荷仿真计算

风载荷是舰载火控雷达伺服传动系统的主要载荷之一,是影响伺服控制性能的重要参数。文中分析了雷达天线阵面及天线座风载荷对雷达伺服控制电机选型的影响,通过ANSYS对某舰载火控雷达风载荷进行建模仿真,对火控雷达正常工作风速下的方位风力矩和俯仰风力矩进行仿真计算,得出天线阵面及天线座的表面压力云图及方位和俯仰的最大风力矩。为伺服控制电机的选型提供了依据,保证了伺服传动系统的正常工作,为同类舰载设备风载荷大小的预估提供了参考。