收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向高性能数控系统的误差控制技术研究

徐跃  
【摘要】: 高速高精度运动控制是现代机器制造工业的重要研究领域之一,是高速加工中心的核心,对提高生产效率和产品质量具有十分重要的作用。本文针对高性能数控系统受外部扰动、非线性、模型和参数不确定等因素造成加工误差的情况,系统地研究了高性能运动控制在数控系统中的应用,从单轴控制和多轴耦合控制两个方面研究了误差避免和误差补偿控制问题。 在实际应用中,系统往往要求伺服系统即能对参考信号有良好的跟踪性能,又能对干扰有较强的抑制能力。让一个控制器同时达到两方面的最佳要求,这是难以实现的。在数控机床伺服进给系统中,对跟踪性能和抗扰性能要求都很高,都要达到最佳效果。因此迫切要求实现二自由度控制。即:使跟踪性能为最佳的控制器参数和抑制扰动特性为最佳的控制器参数的调节,能分别独立进行,不需要折中处理,使两方面特性均达到最佳状态。本文以二自由PID控制器设计和基于改进内模控制的二自由度控制器设计两方面探讨二自由度控制器设计。 控制系统单独的反馈控制已经越来越难以满足实际控制的需求,因此前馈控制作为一种新型的控制形式单独或与反馈控制控制一起以混合控制的形式应用到工程实践中。论文从伺服控制基本的三环控制结构入手,结合前馈控制思想,提出了基于摩擦模型和切削力预测模型的前馈补偿模型。 在同步控制以及多轴协调控制领域轮廓误差(实际轨迹上的点到参考轨迹的法向距离)往往是比位置误差(采样时刻实际位置与参考位置之间的距离)更为重要的性能指标。论文从简化的位置伺服系统数学模型为基础,讨论了运动轨迹系统的伺服增益设计与轮廓误差的关系。定量给出了跟踪误差和轮廓误差的关系,分析了轴特性与轮廓误差之间的关系,得出一些有用的结论。并提出了基于模糊控制的轮廓误差控制器设计方案。 为了实现实际的运动控制,同时作为本课题的技术载体,论文设计了一款基于DSP的运动控制卡。为了突破DSP硬件对控制轴数的限制,设计开发了基于CPLD的编码器反馈电路。软件方面设计了速度检测算法、输入信号数字滤波算法以及陷波滤波器等,这些软件算法可以去除输入信号的干扰成分,保证信号的正确输入,保证内部运动控制算法的有效计算。最后,在硬件电路板的设计过程中做了电磁兼容设计。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘俊英;梁丰;;数控系统的实时插补及加减速控制[J];机械制造与自动化;2008年01期
2 徐秀娟;;数控连续加工轮廓形状误差探讨[J];工具技术;2009年12期
3 叶伟;王小椿;;数控系统小线段高速加工中的“拐点问题”[J];北京交通大学学报;2010年01期
4 徐秀娟;;数控连续加工轮廓形状误差探讨[J];陕西国防工业职业技术学院学报;2009年01期
5 刘明灯 ,陆启建;高速加工数控系统在实际加工中的应用[J];机电新产品导报;2003年Z1期
6 刘新山;贾庆祥;袁修华;;NURBS曲线插补算法及加减速控制研究[J];组合机床与自动化加工技术;2007年11期
7 丁松林,王先逵;PC总线工业计算机数控系统研究[J];制造技术与机床;1994年04期
8 周凯,陆启建;一种新型计算机数控系统[J];制造技术与机床;1997年08期
9 施明;;FANUC 18系统的螺距误差补偿[J];上海机床;1998年03期
10 闵越;以PC为基础的数控系统[J];锻压机械;1999年03期
11 姚卫东;;用西班牙FAGOR数控系统改制火焰切割机及其故障检修[J];国内外机电一体化技术;2000年02期
12 ;数探系统的功能[J];机械工人.冷加工;2001年07期
13 李宏胜;一种机床数控系统的硬软件结构[J];机械设计与制造工程;2002年04期
14 朱瑮;数控系统及其在平磨中的应用[J];机电新产品导报;2003年Z1期
15 白建华,潘建峰,范剑,寿建军;一种基于Windows的全软件数控系统[J];机电工程;2004年09期
16 王永青;刘晓梅;;RTLinux在开放式数控系统中的应用[J];制造技术与机床;2005年12期
17 杨恒宗;傅星;张师伟;邱维宝;邬泳;胡小唐;;基于DSP与单片机的激光加工数控系统的研究[J];组合机床与自动化加工技术;2005年12期
18 石勇;王常虹;刘文涛;;并联机床加工中心数控系统的研究[J];制造技术与机床;2006年01期
19 范克东;肖世德;龚邦明;;基于ARM微处理器的嵌入式数控系统[J];制造技术与机床;2006年01期
20 李学忠;梁松俭;;电火花加工数控系统的软件设计[J];制造技术与机床;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马世成;;QX62-400CNC轮辐旋压机研制[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
2 史旭光;裴海龙;;基于RCS的实时数控系统[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
3 胡正隆;;SWAIBKX3-3M数控系统[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
4 崔克敏;于士发;;德国西门子810M数控系统在日本YD—800TS三头铣床上的应用[A];设备维修与改造技术论文集[C];2000年
5 白凤民;邹世坤;;基于运动控制器的激光冲击强化数控系统开发[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
6 张桂香;傅水根;信世强;戴向国;左晶;;数控旋转电火花加工机床的改进研究[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
7 黄艳;于东;郭锐锋;李家霁;;开放数控系统加减速控制的研究[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
8 白凤民;邹世坤;;基于运动控制器的激光冲击强化数控系统开发[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
9 冯习宾;蒋廷彪;;基于ARM与DSP的嵌入式数控系统[A];2008全国制造业信息化标准化论坛论文集[C];2008年
10 张龙波;;基于PC机的开放式数控系统[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐跃;面向高性能数控系统的误差控制技术研究[D];天津大学;2009年
2 许爱芬;数控系统预处理技术研究[D];天津大学;2009年
3 刘清建;数控系统运动控制及运行优化[D];天津大学;2010年
4 金新娟;面向服务的动态可配置数控系统及其关键技术研究[D];武汉理工大学;2012年
5 王海涛;数控系统速度前瞻控制算法及其实现[D];南京航空航天大学;2011年
6 黄海鹏;多轴联动电火花加工数控系统软件构建及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 李鹏;基于STEP-NC的开放式智能数控系统架构及其关键技术研究[D];山东大学;2011年
8 游达章;数控系统加速寿命试验方法及可靠性评估技术研究[D];华中科技大学;2011年
9 孙希威;磁流变抛光机床数控系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 李宏胜;轮廓跟踪运动控制系统关键技术的研究[D];东南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张瑜楹;基于WINDOWS的激光电源控制系统的研究[D];长春理工大学;2003年
2 刘勇;开放式数控系统PCI接口电路的应用研究[D];大连理工大学;2005年
3 鲁玉兰;基于PMAC的五轴电火花加工数控系统关键技术的研究[D];天津大学;2010年
4 刘德顺;数控系统虚拟轴功能的研究与应用[D];暨南大学;2011年
5 汤阳;基于Windows CE的开放式数控系统关键技术研究[D];合肥工业大学;2003年
6 张宝亚;基于Windows平台的高速走丝线切割机数控系统的设计和开发[D];南京航空航天大学;2004年
7 谢剑;高档数控系统中的现场总线接口技术设计与开发[D];上海交通大学;2010年
8 黄晓华;壁板铣床数控系统硬件结构的研究与开发[D];大连理工大学;2000年
9 何其昌;基于Windows的液压压药机数控系统的研制[D];合肥工业大学;2002年
10 李太富;数控系统插补精度检测装置硬件开发与研究[D];四川大学;2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 高荆萍;光洋科技:紧盯核心技术 力推数控系统产业化[N];中国工业报;2006年
2 本报记者 杨红英 通讯员 肖明;欧洲机床展演绎数控系统前沿技术[N];中国工业报;2009年
3 杨忠厚 冯雷;高档机床首装自主“大脑”[N];中国企业报;2009年
4 记者 崔国玺;数控机床实现“脑体合一”[N];中国经济导报;2009年
5 本报记者 丰笑容;发格:发力在即[N];机电商报;2009年
6 本报记者 兰海侠;数控系统用户服务指南出台准化工作促行业升级[N];机电商报;2011年
7 见习记者 严曼青;中低端数控系统 从独行侠到众人行[N];机电商报;2005年
8 本报记者 柳建国;创新,并快乐着[N];江苏科技报;2006年
9 中国机床工具工业协会数控系统分会理事长 陈吉红;高端数控系统市场占有率低可靠性是短板[N];中国电子报;2009年
10 宝鸡市飞鹰机电有限责任公司总经理 常征;人才和资金成掣肘[N];中国电子报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978