TX1600G加工中心进给系统测控与仿真研究

发布时间：2023-10-30 17:25

　　加工制造业的水平是一个国家综合国力的体现。作为加工制造的重型装备,高档数控机床发展速度飞快,并在高效、高精度等方面不断提出更高要求。加工中心功能强大,结构复杂,是机电—体化产品的典型代表。针对加工中心进给伺服系统改进控制策略、完善误差补偿是提高工作效率和加工精度的有效方式。本文在“中国制造2025”的大背景下,以复合式镗铣加工中心TX1600G为研究对象,开展监测和控制系统的研究。本文的主要目的是通过实验建立加工中心进给驱动系统X轴的定位误差模型,选择适合于进给驱动系统的加减速控制策略,并将模糊PID控制算法应用于伺服控制系统中,从而改进加工中心的监测与控制技术。首先,通过进给驱动系统X轴实验所得数据,分析归纳出温度和位置两种定位误差影响因素,据此利用纵向建模法建立定位误差模型并应用于误差补偿系统中。随后建立进给驱动系统模型,利用ADAMS和MATLAB进行进给驱动系统机电联合仿真,并从理论和仿真结果两方面说明,S型加减速控制策略能有效减小速度变化带来的冲击,因此,高速高精度加工中心宜采用S型速度控制策略。然后针对加工中心的进给驱动系统,在PID控制的基础上引入模糊控制理论,形成模糊P...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 测控技术研究现状
        1.3.2 定位精度研究现状
        1.3.3 机电联合仿真技术研究现状
        1.3.4 伺服系统及其控制策略研究现状
    1.4 课题的技术路线
    1.5 课题的主要研究内容
第二章 进给驱动系统定位误差测量与建模
    2.1 TX1600G加工中心介绍
    2.2 定位误差的定义
    2.3 进给系统定位误差测量
        2.3.1 温度采集原理
        2.3.2 定位误差采集原理
        2.3.3 定位误差测量实验
    2.4 进给系统定位误差建模
    2.5 进给系统定位误差补偿
    2.6 本章小结
第三章 进给驱动系统机电联合仿真
    3.1 建立机电联合仿真平台
    3.2 伺服驱动系统建模
        3.2.1 电流环建模与参数整定
        3.2.2 速度环建模与参数整定
        3.2.3 位置环建模与参数整定
        3.2.4 进给系统机电联合仿真的实现
    3.3 进给系统速度控制策略研究
        3.3.1 直线型加减速控制
        3.3.2 S型曲线加减速控制
        3.3.3 机电联合仿真结果分析
    3.4 本章小结
第四章 加工中心进给驱动系统的控制研究
    4.1 PID控制算法
        4.1.1 PID基本原理
        4.1.2 PID控制器的优缺点
    4.2 模糊PID控制
        4.2.1 模糊控制的原理
        4.2.2 模糊控制器
    4.3 模糊PID在进给驱动系统中的应用
        4.3.1 模糊PID参数自整定控制器结构设计
        4.3.2 确定输入输出变量并划分论域
        4.3.3 编辑隶属函数
        4.3.4 建立模糊控制规则表
        4.3.5 输出量的去模糊化
    4.4 MATLAB仿真结果与分析
        4.4.1 阶跃输入下的系统仿真
        4.4.2 施加干扰的系统仿真
        4.4.3 跟踪正弦信号的系统仿真
    4.5 本章小结
第五章 进给驱动系统测控实验研究
    5.1 实验平台的搭建
        5.1.1 实验平台的硬件选型
        5.1.2 实验平台的软件开发环境
    5.2 实施实验的程序设计
        5.2.1 运动控制系统编程
        5.2.2 定位误差系统编程
        5.2.3 模糊控制系统编程
        5.2.4 HMI画面设计
    5.3 系统调试和运行
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
个人简介
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3858869