基于双激励信号的双惯量进给系统机械参数辨识

为了提高进给系统机械参数辨识的效率与精度,提出一种基于双激励信号的双惯量进给系统机械参数辨识方法,先采用伪随机二进制信号对机械传动环节进行频域辨识,根据系统的频响特性设计扫频信号频带,采用增广最小二乘法对双惯量动力学模型离散结构和扰动进行无偏估计,使用零极点匹配法将离散传递函数转化为连续时间传递函数,求解系统的机械参数...     

基于Simulink的数控机床多惯量伺服进给系统建模与仿真

针对双惯量伺服进给系统对其中间环节分析不足、参数整定算法精度较低等问题,提出了一种多惯量伺服进给系统模块化建模的方法。将数控机床伺服进给系统转化为多惯量系统,分为电机、丝杠、工作台3个单元,单元间的连接件（联轴器和丝杠螺母）均等效为柔性连接件。基于PID的三闭环控制系统,运用Matlab对永磁同步电机矢量控制系统模型、机械传动系统模型进行仿真,整定优化各项参数。仿真结果表明：模块化建模方法能够对多惯量伺服系统存在的问题进行精准分析,对系统中间连接环节具有更为有效的分析效果;提高了仿真模型以及参数整定算法的精度,且仿真效果较好。     

基于进给系统反馈信号的摩擦辨识方法

为了准确辨识进给系统摩擦特性,提高数控机床加工精度,论文以 Stribeck 摩擦模型作为辨识对象,针对传统的摩擦辨识方法存在的问题,提出了在分析加速运动过程反馈信号的基础上再进行匀速测试的辨识方法.基于该方法进行实验,并使用EMD (Empirical Model Decomposition)方法和最小二乘法对实验数据分析后得到了摩擦模型的参数;实验结果表明文中提出的方法与传统的摩擦模型辨识方法对比,具有操作简单、节省实验时间和辨识准确的特点.     

负载惯量对双驱进给系统同步误差的影响分析

以精密卧式加工中心Z向双驱进给系统为研究对象,研究两轴摩擦力不同及重心偏移的情况下负载惯量对双驱进给系统同步误差的影响。首先,根据其结构及运动特点,建立其全闭环仿真控制模型;其次,利用Matlab/Simulink软件,分析了机械系统各结构参数和速度及加速度与同步误差之间的关系;最后,通过测量MCH63 Z向双驱进给系统在S形位移曲线路径下的同步误差,将实验结果与仿真结果对比,验证了模型及仿真分析的正确性。研究结果可为双驱进给系统结构设计及同步误差补偿研究提供一定的理论依据。     

多因素对双驱进给系统不同步误差影响

为研究立式加工中心双驱进给系统结构参数对双轴不同步误差影响规律,以立式加工中心KSMC1250双驱进给系统为研究对象,通过对双驱进给系统动力学分析,建立双驱进给系统不同步误差数学模型,该模型考虑丝杠导轨间距、摩擦等因素;建立动态仿真模型,分析双驱进给系统结构参数对双轴不同步误差的影响。结果表明,在数控机床双驱进给系统结构设计时,应尽量增大丝杠导轨间距,主轴箱部件重心的偏心参数尽量小,且减小主轴箱部件质量,以减小两轴不同步误差,从而提高数控机床加工精度。研究结果为数控机床双驱进给系统结构设计先进控制策略提供参考。     

交流伺服系统实时惯量辨识方法综述

交流伺服系统的参数实时辨识是实现高性能控制的前提。其中,转动惯量是最为关键的参数,其辨识值是控制器参数整定的基础,保证了系统的动态性能。近年来实时惯量辨识技术获得国内外学者的广泛关注并取得了大量的研究和应用成果。文章在此基础上,综述了针对单惯量和双惯量系统模型的实时惯量辨识方法及取得的最新研究进展,分析了各种方法在工程领域的应用。总结现有研究成果及亟待解决的问题,并对将来的研究方向进行了展望。     

基于开放式运动控制器的进给系统模型快速辨识方法

为快速准确获得进给系统动力学模型,提出基于开放式运动控制器的进给系统快速辨识方法。首先,采用匀速信号加白噪声作为激励信号对进给系统进行激励,减小非线性摩擦对模型辨识精度的影响;其次,通过开放式运动控制器实时读取输入、输出位置反馈数据;再利用MATLAB辨识工具箱构建进给系统辨识模型;最后,使用实际加工程序对辨识模型进行验证。结果表明：该方法能够快速准确地建立进给系统辨识模型。通过设置合理的匀速信号及激励幅值可以大幅降低低速非线性摩擦对辨识结果的影响,提高辨识模型与实际进给系统的拟合度,使模型输出与实际输出拟合度达9811%;运用加工程序对辨识模型进行验证,其线性部分最大误差在±3 μm以内。     

高速滚珠丝杠进给系统参数辨识方法与实验研究

为了有效改善高速滚珠丝杠进给系统的伺服控制性能,提出对进给系统刚体和振动进行辨识的方法,设计并搭建高速滚珠丝杠进给实验平台。采用时域与频域辨识方法得到系统基础参数,通过增广最小二乘法可辨识实验平台的转动惯量、阻尼及库仑摩擦,并用卡尔曼滤波确定摩擦模型。通过正弦扫频辨识方法得出系统频响函数,并通过峰值法与最小二乘法获得实验平台的轴扭振动传递函数及频响函数。通过实验测试工作台不同位置及不同质量对系统振动特性的影响;将辨识获得的传递函数、频响函数与实验值对比,验证了模型的准确性。     

基于三惯量模型的柔性进给系统建模及仿真

针对柔性进给系统速度环控制参数难以精确整定的问题,文章通过建立机床柔性进给系统的三惯量模型,采用根轨迹法和统计分析法对速度环进行了PI参数整定,并根据最短调整时间确定了速度环控制参数与柔性机械传动系统特征参数之间的关系式。仿真实验表明,该方法能够简单有效的通过机械传动系统惯量比和前两阶固有频率得到准确的控制参数,并获得快速、稳定的系统响应特性;依据该方法整定的系统响应比频域法更快速;与根轨迹法整定结果相近,但该方法的计算过程比根轨迹法简单的多,更适用于实时在线辨识和整定。     

基于Simulink的数控机床多惯量伺服进给系统的建模与仿真（英文）

针对双惯量伺服进给系统对其中间环节分析不足、参数整定算法精度较低等问题,提出了一种多惯量伺服进给系统模块化建模的方法。将数控机床伺服进给系统转化为多惯量系统,分为电机、丝杠、工作台3个单元,单元间的连接件(联轴器和丝杠螺母)均等效为柔性连接件。基于PID的三闭环控制系统,运用Matlab对永磁同步电机矢量控制系统模型、机械传动系统模型进行仿真,整定优化各项参数。仿真结果表明:模块化建模方法能够对多惯量伺服系统存在的问题进行精准分析,对系统中间连接环节具有更为有效的分析效果;提高了仿真模型以及参数整定算法的精度,且仿真效果较好。     

永磁交流伺服系统的惯量辨识

惯量是伺服控制的一个重要物理量,它直接影响到伺服系统的动态、稳态性能,对于不同的负载惯量通常伺服系统相关的参数要做出相应地调整.介绍了两种惯量检测算法,一种是通过对称的加速、减速然后利用加速减速的对称性消除负载和粘滞系数的影响从而计算出负载惯量;另一种是假定运动过程中负载不变,利用伺服系统中运动过程中产生曲线计算速度变化率从而计算出负载惯量.     

直驱进给系统摩擦力特性的辨识研究

文章重点研究直驱进给伺服系统的摩擦力特性辨识问题。着重介绍了摩擦力的非线性特性,给出了其模型,定性分析其对系统的不利影响。同时,指出了在低速和高速进给时的负载力和速度对系统非线性摩檫力的作用。文章针对摩擦力非线性辨识问题,采用Var Der Pol方程求解方法进行相关分析与辨识,分析了摩擦力非线性特性的特点,给出了其非线性判据。摩擦力对系统非线性作用,主要体现在低速段,它使系统出现自激振动从而导致系统出现爬行现象,系统陷入失稳状态。负载力在高速段,对系统摩擦力的影响比较明显。通过试验,验证了摩擦力非线性特性辨识的合理性和正确性,摩擦力受速度和负载力的影响较为明显。     

新型全机能数控车床进给系统伺服电机的惯量扭矩匹配计算

为解决车床设计中进给系统伺服电机选型存在惯量扭矩匹配的问题,文章通过新型全机能数控车床设计实例阐述了通用型选型方法,并且给出了计算公式,详细列举了惯量匹配、扭矩匹配的计算过程,同时分析了匹配过程中注意的问题。经装配调试、切削实验符合设计目标,该方法对产品初期选型、理论设计具有指导意义。     

考虑多影响因素耦合的锥齿轮应力精确获取方法

锥齿轮是齿轮传动相交轴之间重要的传动装置,论文以高速重载螺旋锥齿轮传动系统为研究对象,建立了由输入功率谱向螺旋锥齿轮副的精确载荷转换方法,获取动力学特性、支撑刚度变形等多因素耦合影响下的轮齿应力-时间历程,得到航空螺旋锥齿轮的典型应力谱。利用齿轮的动力学模型和ABAQUS有限元软件相结合的方法,研究了以上两个因素对齿轮应力的影响,得出动载系数随扭矩的增加是先减小后增大,齿轮动态冲击也是先减小后增大;齿面接触应力对支撑刚度变形的敏感性大于齿根弯曲应力对支撑刚度变形的敏感性,支撑刚度变形对齿根弯曲应力的影响较小。最后基于相似性理论,搭建相似性试验台,得出测试应力与有限元获取应力的偏差为20%左右,验证了方法的正确性。     

丝杠驱动进给系统径向刚度和阻尼辨识

丝杠驱动进给系统的径向振动特性直接影响机床加工精度和可靠性,其径向振动特性主要受到轴承、螺母和导轨的径向刚度、阻尼的影响。当前,各部件之间的结合面参数辨识方法还不成熟,因此,文中基于Timoshenko梁的传递矩阵法预测进给系统频响函数,并利用改进的粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization)最小化理论和实验结果,辨识轴承、螺母和导轨的径向刚度、阻尼。比较结果发现,预测和实验结果一致性较好,表明文中提出的辨识方法能够有效辨识进给系统结合面参数。     

交流伺服进给系统的模型仿真与参数辨识

实际生产中各环节的微小变化都将需要伺服系统控制参数的及时调整以保证系统运行的平稳、准确,为便于研究控制参数调整对系统的影响,在分析了交流永磁伺服进给系统一般性组成的基础上,对系统中的机械传动装置、永磁同步电动机及检测反馈器件分别建立了数学模型,并针对市售永磁同步电动机的非开放性进行了基于实测数据的速度控制模型参数辨识,所得到的电动机参数经过验证证明了该辨识方法的可行性。搭建了交流永磁伺服进给系统的整体仿真模型,并进行了仿真实验,仿真实验结果与实测结果吻合,证明了该模型的正确性。     

多参数检测自动进给系统

北京市电加工研究所研制的BDZ-1多参数检测自动进给系统, 已配置于苏州第三光学仪器厂SSX-Ⅲ型数控线切割机上,它同时检测间隙电压信号、加工电流信号和工件厚度信号,并参照现有的工艺经验,使三个信号与步进电机控制频率成     

数控进给轴阿贝余弦误差辨识与补偿方法

为了减小数控进给轴运动过程中产生的阿贝误差和余弦误差等几何误差对位置测量精度的影响,提出了一种基于多路激光组合测量的误差辨识与补偿方法。利用三路激光干涉仪的空间坐标关系和实际测量值,映射出数控进给轴理想运动轴线上的虚拟测量值,以补偿阿贝误差,并建立了进给轴倾斜角度解算模型,进而补偿余弦误差,提高进给轴定位精度。为保证位置测量结果的可靠性,设计了环境参数补偿实验,在减小环境因素影响的前提下,验证了误差辨识与补偿方法的有效性。实验结果表明,该方法有效补偿了运动过程中的阿贝误差以及余弦误差,提高了数控进给轴的定位精度。     

考虑多影响因素精密机床主轴轴承试验台研制

针对精密机床在不同工况条件下的运转特点,对影响机床主轴轴承精度保持性的原因进行研究,研制了适合作用在不同预紧力、转速、外载荷、安装方式等多种试验条件下的精密机床主轴轴承试验台.介绍了试验台的技术方案和设计参数,绘制了试验台二维、三维模型图,并对试验台轴系、基座等关键零部件进行有限元分析.结果表明,试验台关键零部件均满足...