基于摩擦补偿的交叉耦合同步控制技术研究

发布时间：2021-08-02 01:30

　　随着现代制造业的快速发展,人们对数控装备的性能和精度要求不断提高,而进给系统作为影响数控装备加工精度的关键传动部件,对其性能和精度的要求也越来越高。相比于传统单电机+单丝杠驱动的进给系统,由于双驱进给系统刚度高、响应快等优点,其广泛应用于各类高等数控装备中。但是,双驱进给系统对同步性提出了新的要求,而摩擦会严重影响系统的跟踪误差和同步误差,使得传统控制策略难以保证双驱进给系统的同步性能,进而影响最终的运动控制效果。因此,如何提高同步性能,消除摩擦影响是双驱同步控制中一个具有理论研究意义和实际应用价值的课题。本文以二维工作台的双驱进给系统为对象,针对同步误差和跟踪误差两个性能指标,展开双驱进给系统的摩擦补偿及同步控制策略研究。主要研究内容和成果如下:1)对双驱进给系统的构成及原理进行分析,将系统分为伺服驱动部分和机械传动部分分别建立对应的数学模型,加入刚度及机械耦合的影响,建立双驱进给系统整体模型,为后续的同步控制技术研究与仿真分析提供模型基础。2)分析摩擦对双驱进给系统同步性能的影响,选取Stribeck模型进行基于摩擦模型的补偿,通过多组匀加速和匀速运动实验结果,结合最小二乘和遗传算... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于重心驱动的立式加工中心

优化提供了依据；文献[13]分析了双驱进给系统结构的动构可以有效减小由于驱动力干扰而产生的工作台回转振动研究对象为通过双滚珠丝杠+伺服电机实现的基于重心双驱结构作为一种冗余驱动结构，其进给系统具有高刚动小的特点，虽出现时间较晚，但已快速应用于国内外本森精机所研制的 NV4000DCG、NH4000DCG、NH6300本大隈公司的龙门式 MC 快速进给机床系列；等。

在 Z 进给方向上，各部分工作原理与 X 方向无异，唯一不同的Z 向进给系统运动时通过丝杠螺母的法兰带动 X 方向线性模组和工作台共同动。由于每一个方向的进给系统的工作原理一样，且均由两套参数型号完全同的伺服系统以及机械传动机构实现的，后文中的建模及研究仅针对 X 向进方向系统展开。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型双轴差速式微量进给系统的建模与分析[J]. 杜付鑫,冯显英,李沛刚,岳明君,王兆国.  机械工程学报. 2018(09)
[2]相邻交叉耦合直线开关磁阻电机位置同步控制[J]. 胡松钰,钱松,吴伟,邱丽.  中国电机工程学报. 2017(23)
[3]基于区间分析理论的摩擦补偿研究[J]. 姜振海,徐思晨,谷东伟,夏椰林.  光学精密工程. 2017(06)
[4]基于H∞-交叉耦合算法的双驱同步控制[J]. 陈海森,张德新,王继河,邵晓巍,陈国忠.  浙江大学学报(工学版). 2017(01)
[5]多轴运动系统非线性轮廓重复跟踪的主从交叉耦合迭代学习控制[J]. 凌杰,明敏,冯朝,肖晓晖.  自动化学报. 2017(12)
[6]端框移动平台双驱同步控制系统设计[J]. 费少华,刘丹,乔明杰,章明,方强.  浙江大学学报(工学版). 2016(01)
[7]数控技术发展状况及策略综述[J]. 叶佩青,张勇,张辉.  机械工程学报. 2015(21)
[8]带摩擦补偿的滚珠丝杠副进给系统自适应滑模控制[J]. 包达飞,汤文成,董亮.  东南大学学报(自然科学版). 2015(03)
[9]基于改进型LuGre模型的自适应滑模摩擦补偿方法[J]. 谭文斌,李醒飞,裘祖荣,向红标,张晨阳.  天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2015(05)
[10]基于结合部刚度特性的滚珠丝杠进给系统动态特性分析[J]. 朱坚民,张统超,李孝茹.  机械工程学报. 2015(17)

博士论文
[1]数控机床双轴同步控制技术研究[D]. 何王勇.华中科技大学 2011

硕士论文
[1]基于实时工业以太网EtherCAT的双电机驱动控制应用研究[D]. 林梦云.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[2]数控机床双丝杠驱动进给系统设计与优化研究[D]. 朱国文.浙江大学 2017
[3]高速列车永磁同步牵引系统联合仿真研究[D]. 黄新星.浙江大学 2017
[4]重心驱动进给系统机电耦合建模及性能分析[D]. 李学言.天津大学 2014
[5]多永磁电机传动系统的同步控制策略研究[D]. 蒋毅.浙江大学 2014



本文编号：3316613