进给系统摩擦参数的影响规律及控制研究

发布时间：2018-07-04 23:45

  本文选题：进给伺服系统 + 非线性摩擦　； 参考：《西安理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：进给伺服系统的性能直接影响产品的加工质量,而存在于各种运动副处的非线性摩擦严重损害了系统的跟踪精度和低速运动平稳性,其中以丝杠螺母副和导轨处摩擦的影响最为突出,为了改善系统的跟踪性能,我们对它们进行了深入研究。丝杠螺母副中摩擦可能导致丝杠转动发生粘滑振动。首先把相互作用的丝杠和螺母螺纹展开,将丝杠转动等效为移动,建立了丝杠传动系统的单自由度模型。然后采用特征值分析的方法研究系统的稳定性,得出了丝杠传动系统不稳定的临界条件。借助数值仿真和快速傅里叶变换研究了系统结构参数和摩擦参数对丝杠传动系统在常数驱动速度下的粘滑振动幅值和频率的影响规律。导轨处非线性摩擦导致进给伺服系统在低速进给时很容易发生爬行,在启动和速度反向时可能出现摩擦死区现象。为此,研究了系统结构参数及摩擦参数对爬行和摩擦死区现象的影响规律,并设计了一个自适应滑模控制器补偿非线性摩擦,进一步提高进给系统的跟踪精度。
[Abstract]:The performance of the feed servo system directly affects the machining quality of the product, and the nonlinear friction in various motion pairs seriously damages the tracking accuracy and the low speed motion stability of the system. In order to improve the tracking performance of the system, the friction between the screw nut pair and the guide rail is the most prominent. Friction in the screw nut pair may lead to slippage vibration of the screw rotation. First, the interactive screw and nut thread are expanded, and the screw rotation is equivalent to movement, and the single degree of freedom model of the screw drive system is established. Then the stability of the system is studied by eigenvalue analysis, and the critical condition of the instability of the lead screw drive system is obtained. The effects of system structure parameters and friction parameters on the amplitude and frequency of stick-slip vibration of a screw drive system at constant driving speed are studied by means of numerical simulation and fast Fourier transform. The nonlinear friction at the rail leads to the crawling of the feed servo system at low speed and the phenomenon of frictional dead zone when starting or reversing the velocity. For this reason, the influence of system structure parameters and friction parameters on the phenomena of crawling and frictional dead zone is studied, and an adaptive sliding mode controller is designed to compensate for nonlinear friction, which further improves the tracking accuracy of the feed system.
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH117

【参考文献】

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本文编号：2097982