基于ADAMS与MATLAB的数控转塔冲床进给系统联合仿真

本文根据机械多刚体动力学理论,建立数控转塔冲床进给驱动系统的数学模型,利用机械系统动力学分析软件ADAMS建立动力学虚拟样机模型,MATLAB/Simulink建立数控转塔冲床进给驱动伺服控制系统仿真模型,结合两者实现机床的机电联合仿真。通过这种联合仿真,可以分析进给驱动伺服系统的动态特性,为物理样机进给系统的设计与调试提供可靠的参考依据。     

压电双晶片驱动式气动伺服阀性能的研究

提出一种压电陶瓷片直接驱动的气动伺服阀,分析该伺服阀的工作原理,并采用解析法建立其动力学模型。分别用M atlab和AMES im软件对其进行仿真分析。仿真结果表明:该伺服阀的频宽为1 348 Hz,高于传统电磁式伺服阀的;响应时间为2.3 m s,比普通电磁阀快10～15倍;其还具有机械结构简单、抗干扰能力强、动态特性好等特点。     

基于ADAMS和MATLAB数控机床进给驱动系统的机电联合仿真

根据机械多刚体动力学理论建立数控机床进给驱动系统的数学模型,利用机械系统动力学分析软件ADAMS建立动力学模型、C++编写数控进给指令、MATLAB/Simulink建立数控机床进给驱动系统Simulink仿真模型,结合三者实现机床的机电联合仿真。仿真分析结果表明:该仿真平台能用来分析进给驱动伺服系统的动态特性,为物理样机进给系统的设计与调试提供可靠的参考依据。     

基于刚柔耦合建模的挖掘机动态性能仿真研究

针对挖掘机工作装置刚柔耦合变形对液压控制系统动态特性的影响，结合虚拟样机建模和联合仿真技术进行动态特性研究。利用UG软件建立某型号挖掘机三维模型，通过有限元软件柔性化处理后导入ADAMS动力学分析软件中，构建挖掘机工作装置刚柔耦合虚拟样机。利用AMESim软件和负载敏感原理，建立挖掘机工作装置闭环液压控制系统。通过软件联合构造挖掘机机电液一体化的刚柔耦合仿真模型。针对挖掘机典型挖掘工况和重载举升工况下的运动轨迹进行仿真研究，结果表明：基于刚柔耦合建模的挖掘机液压控制系统动态稳定性较强，重载工况最大位置误差小于0.01 m,位置精度较高，实现了挖掘机刚柔耦合一体化建模仿真。     

内嵌式快刀伺服机构的静态特性分析与实验验证

基于音圈电机驱动研制一种内嵌式快刀伺服装置,该装置结构紧凑,导向精度高,并运用Workbench进行了有限元仿真。静态分析得到气浮装置的应力应变分布情况,获得零部件最大变形量和最大应力值;模态分析得到气浮装置各阶固有频率和振型,并通过模态实验进行对比,验证有限元模型的合理性。分析结果表明:增加刚性支撑可提高快刀伺服装置固有频率,能有效避免"共振"现象发生。该设计方案能够实现大行程高刚度切削加工要求。     

点焊伺服加压装置的设计及特性分析

针对目前普遍使用的气动点焊机在焊接中有压力波动,且焊接过程中压力不可调,设计了一种点焊伺服加压装置,具有电极与工件软接触、加压速度快、压力控制精确等特点;针对所设计的伺服加压装置,进行动力学分析,并且根据采用的控制方式,建立装置的传递函数模型和基于主导极点的等效参考模型,获得了伺服加压装置的机械参数与系统的阻尼比、固有振荡频率之间的关系,分析了机械参数对系统的稳定性和动态特性的影响.     

结晶器在线热调宽夹紧力液压伺服控制系统仿真与试验研究

对板坯连铸机在线热调宽结晶器宽边夹紧装置进行受力分析,采用Simulink仿真软件建立了该夹紧装置的液压伺服控制模型,并对该模型进行了仿真分析及现场试验,验证了夹紧装置液压伺服系统设计的正确性及控制模型参数设置的合理性。     

三轴六自由度液压振动台系统建模研究

通过对三轴六自由度振动台系统的机械部分运动学和动力学分析、液压激振系统动态特性分析以及电液伺服控制原理分析,建立了三轴六自由度液压振动台系统的整体模型。仿真结果表明,所得的数学模型能够真实反映该系统的动态特性,其模型频率特性与实际系统相近。     

数控机床伺服系统动态特性的理论分析与仿真研究

运用拉格朗日动力学普遍方程,分别以电气系统电荷量、伺服电机输出转角以及滚珠丝杠扭转角为广义运动坐标,从系统能量的角度,依次建立起伺服控制系统、机械传动系统以及机电偶合系统的动力学模型,分析了伺服控制系统、机械传动系统以及彼此间相互耦合的动态特性,以计算机仿真分析方法为手段,分析比较了不同的控制调节方案以及不同的设计参数对伺服系统动特性所造成的影响,找到了影响机电偶合系统动态性能的关键影响因素和调整方向.对于伺服系统的设计、控制参数合理设置以及保证伺服系统的动力性能具有重要意义.     

基于AMESim的电动伺服变量柱塞泵建模与仿真

阐述了一种新型电动伺服变量泵的结构组成和工作原理,基于AMESim软件建立泵体各部件及整体仿真模型,对其流量特性、流量-压力特性和变量调节特性进行了仿真分析。结果表明:所设计的电动伺服变量柱塞泵性能良好,能够满足使用要求;采用AMESim软件搭建的系统仿真模型可信度较高,可以很好地反映系统的实际运行情况,能够通过仿真指导系统的优化设计和控制算法实现。     

自抗扰控制在快刀伺服系统控制中的应用

为了提高微结构自由曲面光学元件超精密加工中快刀伺服系统的跟踪精度和抗干扰性,引入自抗扰控制器。通过对快刀伺服刀架进行建模分析,得到惯性环节和二阶振荡环节串联的等效模型。根据低阶自抗扰控制器控制高阶系统的理论,设计出二阶三维扩张状态观测器,可对来自各种干扰源未知扰动的观测结果做出实时估计和补偿。设计出自抗扰控制器,并给出了参数整定的规则。数字仿真实验表明:自抗扰控制器具有良好的控制品质,应用在快刀伺服系统中可以提高控制系统的跟踪性能和抗干扰性。     

复杂曲面快轴伺服加工技术

采用一种直线滚动导轨式快轴伺服系统对典型复杂曲面进行加工。介绍快轴试验样机结构和快轴控制系统控制算法。根据快轴伺服装置的简化模型求得快轴试验样机数学模型。分析快轴伺服系统控制模型,建立快轴伺服系统动刚度数学模型。通过理论仿真和实验研究系统控制参数对动刚度的影响规律,并对提高伺服动刚度后的快轴伺服系统进行性能测试。对典型复杂曲面进行快轴切削实验,验证了该快轴伺服系统加工复杂曲面的精度较高。     

基于SIMULINK的数控机床伺服系统动态性能仿真

文章提出了一种基于MATLAB6／SIMULINK动态仿真平台的数控机床伺服系统动态性能的仿真方法，建立了基于SIMULINK的数控机床伺服系统动态性能分析仿真模型，给出了模型动态响应的仿真结果。     

Microstructure of fast tool servo machining on copper alloy

The development of the fast tool servo (FTS) for precision machining was investigated.The micron machining performance of a piezoelectric-assisted FTS on copper alloy was evaluated.The results indicate that the quality of the microstructure depends mainly on two important factors:the cutting speed (or spindle speed) and the driving frequency of the FTS.The excessive driving frequency increases the formation of burrs.The effect of the clearance angle of the diamond tool on the microstructure machining precision was also investigated.     

压电驱动的快刀伺服器的迟滞逆模型辨析与自抗扰复合逆控制

为了提高具有表面微结构零件的超精密加工中快刀伺服器的轨迹预测和跟踪精度与抗干扰性,设计一种新型复合控制:在前馈控制器中用Preisach逆模型补偿系统中压电陶瓷驱动器引起的非线性特性;针对前馈控制器未能补偿的非建模扰动、模型参数的不确定性以及其他外界未知扰动,设计了自抗扰控制作反馈控制器。推导了Preisach逆模型;用RBF神经网络实现了Preisach逆模型对压电陶瓷驱动器的线性化补偿;通过对快刀伺服器的建模分析,得到惯性环节和二阶振荡环节串联的等效模型,设计三阶四维扩张状态观测器,可对未知扰动的观测结果作出实时估计和补偿。根据快刀伺服器和超精密车削的特点,取消跟踪微分器,增加速度输入和加速度输入,设计了改进的自抗扰控制器。上述两种控制器组合成复合控制器。实验表明,该复合控制方法可以提高预测和跟踪精度与抗干扰性。     

闭环伺服系统的动态和稳态性能分析

在数控机床中,伺服系统是数控机床装置和机床的中间连接环节,是数控系统的重要组成部分.伺服系统接受来自伺服控制器的进给脉冲,经变换和放大转换为机床工作台的位移,使工作台跟随指令脉冲移动.文章讨论了伺服数控系统的数学模型,对闭环伺服系统的动态、稳态性能进行了详细的分析,该研究结果为伺服数控加工的控制精度提供了理论基础.     

数控落地铣镗床进给伺服系统的建模与仿真

基于机械动力学理论和方法,建立了TK6915型数控落地铣镗机床进给传动系统的动力学模型;采用MATLAB软件对模型进行系统仿真,获得反映系统性能变化的仿真结果,上述结果为改善和优化数控落地铣镗机床进给伺服系统的设计提供了理论和试验基础.     

A fine tool servo system for global position error compensation for a miniature ultra-precision lathe

There is an increasing demand for single-point diamond turning to manufacture micro components as well as micro features on a large workpiece surface. In order to obtain high accuracy and a fine surface finish of the large area workpiece, position control of machine tool has become the main concern to achieve the high precision position control. A coarse-fine servo system is able to provide a cost-effective solution. This system can provide information on the entire guidance errors profile data and simultaneously compensate the error in real-time by using the fine position control technique. In this study, a piezoelectric actuator based fine tool servo (FTS) system has been developed and it has been incorporated with a miniature ultra-precision lathe. A cost-effective position sensitivity detector (PSD) is integrated in the FTS design, which is able to measure the global straightness error of the translational slide accurately. The detected error signals are compensated by the FTS during the turning process. For better tracking performance, a proportional-integral (PI) feedback controller has been implemented and tested in this study. Experimental results show that the developed FTS can effectively and successfully compensate the micro waviness error which is caused by the x-axis translational slide of the miniature ultra-precision lathe.