六滑块虚拟轴机床的MBDA与H∞控制

6滑块结构虚拟轴机床具有机械结构简单。控制复杂的特点．由于6个滑块之间在机械方面存在着强耦合，如何消除耦合，实现高精度控制。从而充分体现这种结构的优点。是应该首先解决的问题．基于模型的扰动抑制(MBDA：Model-Based Disturbance Attenuatin)控制引入I—P位置控制器中，使系统与单纯的I—P位置控制器相比响应速度大大加快。精度也很大提高．H∞负载扰动观测器的补偿作用．进一步改善了系统的控制性能．     

直线伺服6杆虚拟轴机床轨迹跟踪控制的研究

针对永磁直线伺服电动机（PMLSM）驱动的6自由度虚拟轴机床提出了一种新的轨迹跟踪控制方法，该方法采用神经网络实现实时IP位置控制器的在线设计，将杆间的耦合作用和负载扰动看作是电机动力学参数的变化，利用观测器对电机参数进行观测，从而使计算大大简化，利用给定加速度来调整动子电流的大小，间接实现了加速度跟踪控制，改善了虚拟轴机床的轨迹跟踪性能，仿真实验表明该方法对虚拟轴机床各杆的位置、速度，加速度实现了精确的跟随控制，系统具有很强的鲁棒性。     

基于BP神经网络的虚拟轴机床的实时误差补偿控制

针对虚拟轴机床位置精度高、钢度大、机械结构简单等特点，提出了基于BP神经网络的实时误差补偿控制策略。应用BP神经网络对虚拟轴机床的运动学反解进行学习，利用训练好的神经网络对虚拟轴机床进行误差补偿；给出三坐标虚拟轴机床误差补偿的仿真结果。表明这种补偿控制方案十分有效，补偿后能较大地减小机床的位置误差。     

直线伺服虚拟轴机床H∞鲁棒控制的研究

对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)驱动的6自由度虚拟轴机床提出H_∞鲁棒控制的新方法.将负载扰动和各杆间耦合扰动的抑制问题归结为标准的H_∞控制问题；基于Riccati不等式的处理方法，通过求Riccati不等式的对称正定解得到H_∞控制器，以保证系统的鲁棒性.仿真实验结果表明，用该方法设计的虚拟轴机床控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定的效果，从而保证机床运动协调、姿态合理.     

虚拟轴数控机床基于解耦驱动的补偿器设计

用直线电机驱动虚拟轴机床,可满足高速时动态响应和提高精度的要求,虚拟轴机床的伺服驱动由于强耦合的影响,一直是控制理论和实现技术方面的一个难题,提出了一种新颖的精确定位控制策略,在一轴或多轴控制失效情况下,此控制策略可实现持续动态定位,通过在线重新设置解耦矩阵,能保证在一个或几个驱动器失效时,闭合回路仍能继续正常工作,又在解耦控制的基础上设计了干扰补偿器,仿真结果表明,此控制策略可有效抑制各种扰动,大大改善速度响应特性。     

五轴机床旋转轴几何误差分析与补偿

五轴机床旋转轴之间装配所导致的位置无关几何误差（PIGEs—Position independent geometric error）是决定机床精度的关键因素,如何量化PIGEs对位姿精度的影响程度以及误差项之间的耦合作用强弱,从而合理地确定补偿值的权重系数是目前机床误差补偿技术所关注的热点问题。为降低五轴机床装配导致的PIGEs对机床精度的影响,首先,基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了混合式五轴机床几何误差综合模型,表征了空间误差向量与几何误差项之间的映射关系。其次,考虑几何误差的分布特性,引入Morris全局灵敏度分析方法量化几何误差的作用效果及误差参数间的耦合强弱,通过灰色关联度分析表征误差的敏感性系数与位置向量、姿态向量间的关联程度,基于分析结果确定位置无关几何误差补偿值的权重系数。最后,以摆头-转台为特征的混合式五轴机床为例,进行基于球杆仪(DBB-Double ball bar)的几何误差测量辨识实验,利用辨识值进行虚拟圆锥台轨迹测量、误差补偿和复杂曲面零件加工实验。结果显示：十项几何误差对姿态误差的直接作用效果最为明显,利用基于敏感性分析的修正补偿值进行误差补偿后,虚拟圆锥台测量轨迹的半径偏差减小了65.1%,圆度误差降低了58.8%。基于误差分析实施误差补偿后,“S”型工件的轮廓精度平均提升了49.9%,误差补偿结果验证了误差分析结果的准确性和有效性。     

轨迹误差建模的多轴联动机床轮廓误差补偿技术探究

为了达到提高多轴联动机床加工精度的目的,首先分析了导致多轴联动机床产生轮廓误差的根本原因,然后根据主要的影响因素建立数学模型,提供了一种补偿量算法与交叉补偿控制策略,同时对最佳位置的选择方法进行了研究。通过轨迹建模来计算并减小机床轮廓误差。最后与实际的加工数据进行比较,为轨迹误差建模的多轴联动机床轮廓误差补偿技术的有效性提供了有力的佐证。     

基于前馈补偿的模糊PI永磁同步电机调速系统

针对永磁同步电机在负载突变或受干扰时存在鲁棒性差、抗干扰性能不足等问题,提出一种基于前馈补偿的永磁同步电机模糊PI控制调速系统。此系统将电机联结轴的摩擦力、负载所需要的力矩以及负载惯量所产生的力作为总扰动,建立扰动前馈模块,将总扰动辨识出来,并且补偿到速度环上,可以很好地解决在电机负载变化时,电机的响应速度无法跟上系统的问题。对比模型的仿真结果表明,基于前馈补偿的模糊PI永磁同步调速系统具有较好的抗干扰性能和鲁棒性。     

基于干扰观测器的感应直线伺服电机的解耦控制

感应直线电机具有结构简单，坚固耐用，适应性强，成本低，因而获得在各个领域的广泛应用．但由于感应直线电机是一个非线性、多变量、强耦合的复杂对象，要实现高性能的控制效果，必须对其进行解耦，应用多变量非线性的逆系统理论，通过状态反馈进行动态解耦控制，从而将感应直线电机分解为转速和转子磁链独立的子系统，然后应用线性系统理论进行控制器的设计．为了抑制扰动，采用干扰观测器进行扰动补偿．仿真结果表明，这种控制方案有较好的动态和静态特性及抗扰性．     

三轴数控机床几何误差参数辨识与补偿

采用九线法对三轴数控机床误差参数进行辨识,介绍了激光干涉仪的测量原理,利用Renisaw ML10激光干涉仪对机床几何误差进行测量,结合具体机床,准确建立了误差补偿的数学模型,利用补偿软件实现了误差补偿,显著地提高了数控机床的加工精度．     

三自由度虚轴机床作业空间研究

定义了三自由度虚轴机床的作业空间、可达作业空间和灵活作业空间的概念 ,提出了灵活作业空间是三自由度虚轴机床可达作业空间的一级子空间 ,可达作业空间的其余部分是机床可达作业空间的二级子空间的观点。根据三自由度虚轴机床运动学方程 ,构造出三自由度虚轴机床作业空间的实体模型 ,分析了机床的可达作业空间和灵活作业空间。研究了相关参数包括最大杆长、最小杆长、上下平台外接圆半径差和上下平台外接圆柱高对三自由度虚轴机床作业空间的影响关系 ,绘制了各种影响的关系曲线 ,对合理设计三自由度虚轴机床的灵活作业空间起到了重要的参考作用     

自适应模糊控制的再制造数控机床进给伺服系统动态特性分析

再制造数控机床的进给伺服系统是一个复杂的机电耦合系统,其动态特性直接关系到机床的整机性能.提出了一种新型的自适应FUZZY-PID位置控制策略.这种控制策略利用模糊算法的非线性控制特点,来提高PID控制器的控制灵活性和自适应能力.以再制造数控滚道磨床的水平进给伺服系统为研究对象,在Matlab/Simulink仿真平台下建立了控制器模型并进行了仿真研究.仿真结果表明,这种位置控制策略显著增强了系统的抗扰动能力,改善了系统的动态特性.     

进给伺服系统模糊自整定控制建模与仿真

分析了模糊自整定PID控制器的特点,建立了二输入三输出的单变量二维速度环自整定模糊控制器,并将建立好的模糊PID控制器与数控机床进给伺服系统结合起来,构成了数控机床进给伺服系统模糊PID控制系统仿真模型,仿真结果表明,模糊自整定控制系统具有比普通PID控制系统更好的控制性能。     

加减速曲线对伺服进给系统定位精度影响的试验研究

通过试验分析了数控机床伺服进给系统在高速加工过程中,加减速曲线形变对系统定位精度造成的影响.为提高伺服系统的跟随性能,改善刚度、反向间隙等因素对加工精度的影响,更好地实现高速、高精度加工提供了重要依据.     

Development of Virtual Simulation System for Remote Collaborative Surface Machining

1 Introduction Many parts of aerospace ,automobile and mold industries are high precision and complex-shaped. There-fore ,it needs multi-axis machining. Multi-axis machining has advantages of i mproving efficiency and surfaceprecision,reducing production expense and shortening ti me to market . Although there are many advantages inmulti-axis machining,there are many steps on process planningfor complexsurface .And every step needs engi-neers to make appropriate decisions by their professional…     

基于Stewart平台虚轴机床运动学研究

以Stewart平台机构为基础 ,将 6杆 6自由度的Stewart平台机构演变成 3杆 3自由度的Stewart平台的简化形式 ,并将该机构与机床结构相结合 ,建立了 3自由度虚轴机床的结构模型。运用机构运动学与数学理论 ,建立了虚轴机床运动学方程 ,分析了机构结构参数对机床作业空间的影响 ,并通过计算机仿真画出了各影响因素与作业空间的关系曲线。对虚轴机床的活动平台在空间运动时关节摆角的变化规律进行了研究。为了从理论上进一步验证虚轴机床作业空间的分析结果 ,运用Matlab软件对虚轴机床的作业空间进行了计算仿真。从而 ,确定了该虚轴机床在空间中X、Y、Z三个方向的运动范围。为在机床领域合理利用机器人技术作了基础研究工作。     

高转速高精度机床主轴优化设计的研究

优化设计是一种新型的现代设计方法,它以提高产品质量、降低产品成本为宗旨。在对机床主轴进行力学分析的基础上,利用机械优化设计理论,构造了机床主轴的数学模型。以主轴重量为目标函数、以主轴的刚度为约束条件,对其变量进行寻优设计,解决了高转速高精度机床主轴优化设计的问题。     

数控机床永磁同步直线伺服系统免疫控制

针对数控机床永磁同步直线电机(PMLSM)伺服进给系统存在的波纹推力扰动、齿槽力扰动、端部效应扰动和其他不确定性扰动的问题,应用免疫反馈系统的免疫性原理在传统PID基础上设计了一种免疫PID控制器.免疫系统在大干扰和不确定性环境中都具有很强的鲁棒性和自适应性,使伺服系统既具有快速响应和设计简单的特点,又结合了免疫控制的抗干扰特性.在M ATLAB环境下对永磁同步直线电机数控机床伺服进给系统进行仿真,结果表明,此种控制方案下的PMLSM伺服系统具有更好的控制精度、较快的响应速度和较小的超调量,抗干扰能力更强.     

CK7815数控机床进给伺服系统的建模及仿真

利用机械动力学原理,建立了CK7815数控机床进给伺服系统的模型,并基于Simulink建立了系统的仿真模型,获得了反映系统性能的仿真曲线．并根据仿真模型分析了间隙、死区等非线性因素对系统精确度的影响,提出了改进性能的措施．为数控机床进给伺服系统的设计、参数的选择以及性能的改进提供了理论依据．