Drilling torque control using spindle motor current and its effect on tool wear

Drilling torque was estimated using the spindle motor current and controlled through feedrate manipulation for the reduction of drill wear. A PID controller was used to control the cutting torque measured indirectly from the spindle motor current. The effect of cutting torque control on drill flank wear was also investigated. Experimental results showed that the drilling torque was well-regulated at a given reference level and the risk of drill failure and drill flank wear were reduced remarkably through cutting torque control. Moreover, the suggested cutting torque control system does not disturb the cutting process and is practical in an industrial environment.Nomenclature I _rms Root mean square value of spindle motor current (ampere) - I _u,v,w U, V, and W phase current of the spindle motor (ampere) - I _rms,c Spindle motor current due to cutting (ampere) - I _rms,t Tare current of the spindle motor (ampere) - T _c Cutting torque (Nm) - T _s Sampling rate (Hz) - N _r Number of revolution - N _d Number of data per revolution - K _I Spindle motor current gain (ampere N^–1m^–1) - _d Time constant of the spindle system (sec)     

采用模糊逻辑调节器的直接转矩控制感应电动机

介绍了基于直接转矩控制(DTC)的感应电机驱动器,并对其进行模糊逻辑控制仿真分析。直接转矩控制的感应电机使用的内置控制器为AC4的驱动模型,使用模糊逻辑控制的直接转矩控制系统产生的电磁转矩脉动纹波比传统的DTC少。     

气候环境实验室地面结冰云雾模拟控制系统设计

飞机结冰会引起飞机气动特性、动力系统性能改变,甚至造成飞行事故。地面结冰云雾模拟设施作为一种模拟飞机飞行结冰条件的重要设备,常用于飞机防除冰系统功能验证。针对气候环境实验室结冰云雾试验条件需要,在对地面结冰云雾模拟系统进行研究的基础上,对适用于气候环境实验室的结冰云雾模拟系统进行了设计。对系统关键设计技术、系统功能及组成进行了分析,并对控制系统方案进行了详细阐述。试验表明,控制系统人机界面友好,运行可靠,能够满足液态水含量、雾滴直径参数的精确调节,产生符合试验所需的结冰环境。     

相同转矩电流下的交流电机电磁转矩比较研究

对三相异步电机在不同磁场定向下及六相异步电机在梯形波相电流驱动下的电磁转矩进行了比较分析.比较了两种异步电机在突加相同转矩电流情况下的电磁转矩响应曲线.仿真和实验结果验证了六相异步电机比三相异步电机电磁转矩脉动频率高,幅值小,稳定性强以及相同转矩电流下产生电磁转矩高的特点.     

基于PSoC的车位控制器设计

Cypress公司的可编程片上系统(PSoC)由于其集强大的功能和灵活的开发于一身,得到了广泛的应用。本文介绍了基于PSoC的车位控制器设计方案,并给出了相应的硬件与软件设计。与普通的车位锁相比,采用PSoC微处理器CY6C29466设计的车位控制器可以通过无线遥控实现车位锁的开锁与上锁,无需用户下车手动操作,使用方便灵活。     

PID控制器参数快速整定的新方法

本文分析了影响控制器参数整定的几个基本问题（控制目标、优化准则和被控过程的特性），提出了精确地确定被控过程模型参数的方法。通过计算机仿真，系统地提出了可适用于多容过程的ＰＩＤ控制器参数快速整定新方法。     

基于模糊PID控制的电动负载模拟器研究

介绍了电动负载模拟器的系统结构和工作原理,分析了所存在的摩擦现象对负载模拟器控制系统的影响,建立了负载模拟器系统的数学模型。针对负载模拟器设计中主要存在的控制问题,采用模糊自适应整定PID控制方法设计控制器,消除摩擦等非线性因素对系统的影响,并基于结构不变性原理设计前馈补偿以抑制多余力矩。     

Particle Swarm Optimization Technique Based Design of Pi Controller for a Real-Time Non-Linear Process

Abstract

The increasing complexity of modern control systems has emphasized the idea of applying new approaches in order to solve design problems for different control engineering applications. Proportional-Integral-Derivative (PID) control schemes have been widely used in most of process control systems represented by chemical processes for a long time. However, a very important problem is how to determine or tune the PID parameters, because these parameters have a great influence on the stability and the performance of the control system. Computational intelligence (CI), which has caught the eyes of researchers due to its simplicity, low computational cost, and good performance, makes it a possible choice for tuning of PID controllers, to increase their performance. This paper discusses, in detail, the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm, a CI technique, and its implementation in PID tuning for a controller of a real time process. Compared to other conventional PID tuning methods, the result shows that better performance can be achieved with the proposed method. The ability of the designed controller, in terms of tracking set point, is also compared and simulation results are shown.     

阶跃式多元变参数振动钻削的动态轴向力、扭矩及加工精度分析

针对叠层复合材料的微小孔加工,提出阶跃式多元变参数振动钻模型。按照双刃针斜角切削理论和单刃正交切削理论,分别把钻头主切削刃和副刃分解成一系列微小双刃动态斜角切削单元,把横刃分解成一系列微小单刃动态正交切削单元,从而建立了振动钻削叠层复合材料7个区段的动态轴向力和扭矩的理论公式,并以入钻定位误差,孔扩量,出口毛刺高度作为钻削过程质量评价指标进行了试验优化分析,结果表明,阶跃式多元变参数振动钻削显著提高了叠层复合材料的微小孔加工精度。     

滑模控制在感应电机直接转矩控制中的应用研究

为减少稳态转矩脉动,将滑模变结构控制方法应用于感应电机直接转矩控制。滑模控制可以根据磁链和转矩误差实际大小调节逆变器直流母线电压,并结合转矩预测控制合理的调节电压矢量的作用时间,从而有效地减少转矩脉动。仿真实验证明：即使电机运行在低速范围内,仍然能减少转矩脉动。     

加工中心数控钻孔编程系统

设计了一个钻孔编程系统,将钻孔循环指令分解为多个直线插补指令,通过孔顶坐标和孔底坐标计算出数控程序所需的所有参数,直接输出机床所需的NC代码.结果表明:该系统输出的钻孔程序与钻孔循环指令具有相同的功能,使用简单、方便.     

加工中心主轴可靠性试验装置设计与应用

针对加工中心的关键部件主轴,对其可靠性试验的必要性进行了阐述,提出了一种快速加载的可靠性试验方法,并根据主轴的结构特点和可靠性试验的具体要求,实现了主轴可靠性试验装置的方案设计和详细设计。通过主轴可靠性试验装置的搭建,开展了主轴可靠性的相关加载试验,并将该试验结果与加工中心其他可靠性试验相结合,通过相应的数据分析软件,评定出机床的薄弱环节和可靠性量化指标。以便从设计、制造、使用和维护等各方面采取对策和措施指导主轴单元的可靠性设计,从而保证主轴设计和使用过程中的可靠性增长。     

数控机床位置控制中非线性PID控制器的设计

位置控制算法对数控机床的快速性、准确性和稳定性起着重要作用。传统PID控制器在数控机床位置控制中应用广泛,但存在诸多问题。在分析传统PID控制器原理及其缺陷的基础上,设计了一种非线性PID位置控制器,以位置偏差e为变参数,通过分析PID各环节的变化趋势特点设计各环节的非线性函数,从而建立一个非线性PID控制器模块。针对典型二阶、三阶数控进给系统的控制仿真表明:该非线性PID控制器在数控机床位置控制中比传统PID控制器有更好的动静态控制性能。     

异步电动机的直接转矩控制模型仿真研究

基于直接转矩控制原理,使用MATLAB/Simulink建立了异步电动机直接转矩控制模型,详细介绍了系统的主要模块。通过仿真实验,得到了定子磁链、转矩、转速的仿真波形,验证了控制策略的正确性。     

直接转矩控制系统的模糊控制方法研究

直接转矩控制是一种新型控制方法。本文针对基于直接转矩控制的异步电动机在低速范围内转矩脉动大的问题,在传统直接转矩控制基础上,运用模糊控制进行逆变器的开关状态选择,并对定子磁链进行低通滤波补偿。仿真结果表明此算法有效性和可行性。     

加工中心主轴陶瓷衬套的研制

针对加工中心研制了主轴锥孔陶瓷衬套，使机床的性能得到改善。文章对陶瓷衬套的选材、结构设计、抗冲击能力试验等关键问题进行了论述。     

基于空间矢量无速度传感器感应电机的直接转矩控制

直接转矩控制(DTC)对于异步电机而言，它能产生快速及好的鲁棒性响应。介绍了一种新的对于无速度感应电动机基于空间矢量(SVM)模型的直接转矩和磁链控制，它能降低稳态时力矩、磁链和速度的波动，在全速度范围无速度传感应用中将产生更好的稳态性能的同时保留DTC的暂态优点。仿真结果显示，该方法有着比传统的DTC更好的性能。     

BLDCM换相转矩脉动的优化策略

首先建立了无刷直流电机(Brushless direct current motor,BLDCM)的数学模型,然后分析了换相转矩脉动的抑制原理,最后提出了低速阶段和高速阶段抑制换相转矩脉动的策略。此方法保证在换相期间,关断相的电流下降率和开通相的电流上升率绝对值相等,继而保证在换相期间非换相相电流保持恒定。搭建了实际直流无刷电机控制平台并进行实验验证,所提出的策略有效地抑制了直流无刷电机换相转矩脉动。     

两相混合式步进电动机细分复合控制器设计

详细介绍了一种利用CPLD将细分、输入控制信号解码、电流补偿和恒流控制等功能集成在一片芯片中实现两相混合式步进电动机细分复合控制器.该方案大大简化了细分驱动电路的实现,降低了成本,同时也具有更高的灵活性.     

风电扭矩限制器性能测控系统设计

扭矩限制器是风力发电机组中用于过载保护的关键部件,但目前对其打滑扭矩、疲劳寿命等性能的测试存在流程复杂、自动化程度低、功能单一等缺点,为此设计了一种风电扭矩限制器性能测控系统。根据测控系统的功能要求,首先进行了硬件结构设计,选用PLC为下位机主控单元,工控机作为上位机管理及监控单元。随后采用组态软件设计了人机交互界面,并编写PLC控制程序,实现了对测控系统的控制和管理。经过现场应用证明,该测控系统具有运行稳定、方便快捷的特点,能够满足扭矩限制器的测试要求。