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直线电机进给单元伺服刚度及其自适应控制

罗勇  
【摘要】: 为了满足快速发展的超高速加工技术对高速进给运动的需要,机床进给运动 开始采用直线电机零传动这一新型的进给传动方式。和滚珠丝杠进给系统相比, 直线电机进给系统具有机械结构简单、速度高、加速度大、响应速度快以及定位 精度高等优点,是机床进给传动方式的一场革命,正得到日益广泛的运用。 为了保持加工的稳定性,降低加工中的挑动力对加工质量的影响,充分利用 直线电机直接驱动加工的高速和高响应特性,伺服控制系统在实现尽可能高的定 位精度的同时,还必须具备足够高的伺服刚度。 本文主要研究直线电机进给系统的伺服刚度。论文首先针对直线电机进给系 统伺服刚度的特点,提出了直线电机进给系统伺服刚度的定义和评价方法。在推 导出直线电机进给系统控制模型后,利用MATLAB软件对模型进行了时域仿真, 分析了控制系统结构、参数以及进给系统机械特性对直线电机伺服刚度的影响, 然后设计了直线电机伺服动刚度实验方法,对仿真分析结果进行验证。在论文最 后,针对加工中负载质量的变化对直线电机进给系统伺服刚度的影响,首此提出 采用自适应控制原理对原控制系统进行优化的方法,并对这种方法进行了仿真。


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