高速皮革裁剪机伺服控制系统多目标优化

针对皮革裁剪机迫切向高速化方向发展的需求,首先提出了皮革裁剪机伺服系统三环PID控制策略,建立了伺服进给系统的数学模型和控制系统Simulink仿真模型。以调节时间和ISE性能指标为优化目标,以超调量和控制器输出的峰值为约束条件,建立皮革裁剪机速度PI控制器的多目标优化模型。在iSIGHT环境下,采用带精英策略的非支配排序遗传算法NSGA-II对多目标优化模型进行求解,在生成的Pareto最优解集的基础上排序选出最优解。将优化结果与传统遗传算法比较,结果表明,采用多目标优化方法获得了更加优良的动态特性。对进一步提高高速皮革裁剪机的裁剪速度具有很好的工程实用价值。     

进给系统机电耦合仿真建模与误差影响规律分析

由于各种原因引起的复杂机电耦合现象对机床进给系统的动态精度有着重要的影响。进给系统作为加工中心的重要组成部分，其动态特性会直接影响到加工中心的加工质量和效率，因此对于加工中心进给系统动态性能的要求也越来越高。为了研究进给系统机电耦合作用下的动态特性，同时对滚珠丝杠进给系统进行动力学建模与三环伺服控制系统建模，对进给系统动态响应误差影响规律进行分析。首先利用Simulink仿真工具建立进给系统的动力学仿真模型；接着在所构建的机电联合Simulink仿真模型中，综合考虑了系统三环控制参数、丝杠间隙、速度、加速度等因素对系统跟随误差的影响；最后通过所搭建的单轴伺服进给系统实验平台进行了验证，明确了速度、加速度与跟随误差的相关性。     

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.     

CNC机床伺服系统中模糊自整定PID控制研究

在CNC机床伺服进给系统中,控制对象的位置、速度具有不确定性和非线性,很难去建立精确的数学模型,而常规PID控制器的参数无法随着被控对象参数的变化而及时调整。模糊控制降低了对被控对象数学模型的要求,只需把经验知识转化为控制策略,进而使模型难以确定的复杂系统得以有效的控制,模糊PID控制器结合了常规PID控制和模糊控制的优点,将其应用于CNC机床伺服进给系统中,在MATLAB环境下进行仿真分析,结果表明,模糊自整定PID控制器具有更好鲁棒性,改善了伺服进给系统的动态性能。     

基于机电耦合的数控铣滚齿复合加工动力学仿真

数控机床机电耦合动力学模型是一个非线性、强耦合的系统,其建模与仿真技术是数控机床动态性能分析的难点,针对数控铣滚齿复合机床的垂直进给伺服系统,以三相永磁同步伺服电动机理论模型为基础,在ADAMS和MATLAB中建立包括伺服电动机、控制系统和机械系统的伺服系统机电耦合动力学模型,并对三环PID控制参数进行了整定。仿真结果表明,伺服驱动系统具有准确性、快速性和稳定性,在此基础上还分析了控制系统、机械系统和切削载荷对机电耦合系统动力特性的影响。     

双闭环进给伺服系统动态性能研究

以自行研制的微铣削数控机床的双闭环进给伺服系统为对象,对其动态性能进行了研究,采用PID及前馈复合控制方式对角位移伺服环及线位移伺服环进行了调整,有效地提高了系统动态响应性能.     

基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制

在要求高速、快响应的交流伺服定位系统中,采用传统PID控制很难实现高速定位.为解决此问题.在设计出包括位置环、速度环和电流环的三闭环PID伺服控制系统的基础上,引入电流环和速度环的前馈控制来提高定位控制的性能.通过仿真验证了前馈控制在指令信号跟踪方面的良好效果,然后设计出实验系统,进行了与普通PID伺服控制系统的对比实验.结果表明,引入前馈控制的PID伺服控制系统可以实现交流伺服系统的高速定位控制.     

加工中心进给系统机电耦合动态特性研究

以研究动态特性为目的,结合运动特性分析,选择了VMC850立式加工中心为研究对象。通过结合该型号加工中心的三维模型,在对三闭环PID控制方法进行分析的基础上,建立了三环伺服控制系统,最终结合机电联合平台对所做分析进行了仿真验证。根据其结果得到了切近于真实加工现状的实际轨迹以及关于进给系统的相关参数,其中包括位移、速度、载荷以及加速度等。对该加工轨迹进行的分析将有利于进行加工路径预测和优化。     

加工中心刚柔耦合进给系统的机电联合仿真研究

以HMC630卧式加工中心进给系统为对象,建立加工中心三维模型,利用三闭环比例积分微分(PID)控制方法建立三环伺服控制系统,搭建加工中心机电联合仿真平台。仿真结果表明,仿真平台能够得到接近于真实情况的加工轨迹,并得到加工中心进给驱动系统的动力学参数(速度、加速度、位移、载荷等)。对加工轨迹的分析,将有助于对加工中心进行轨迹预测及路径优化。     

数控机床进给系统时变特性建模与分析

在数控机床高速运动过程中,由于进给系统速度、加速度的变化,使得丝杠传动系统的固有参数如等效刚度、等效阻尼值发生变化,产生伺服动态误差,进而影响传动系统的动态性能和精度。为获得机床进给传动系统的时变特性模型,首先对其进给系统进行动力学物理模型等效,采用集中参数法和控制理论建立其进给轴伺服模型。基于赫兹接触理论、铁木辛柯梁模型、能量耗散法给出了系统刚度、阻尼的理论计算模型,结合机床进给轴伺服模型,提出了五轴卧式加工中心的时变特性进给轴建模方法。通过给定正弦输入信号,利用MATLAB中Simulink模块仿真得到了时变特性下的进给轴输出值,并与传统伺服系统的输出值进行了对比分析。最后利用球杆仪进行了不同进给速度情况下的联动实验,验证了该模型的准确性。