高精度磨床高速主轴控制器的研究

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1、分类号：TP23UDC：681．1编号：08110206高精度磨床高速主轴控制器的研究RESEARCHONHIGI卜SPEEDSPINDLECoNl、ROLLEROFPRECISIONGRINDINGMACHINES学位授予单位及代码：蓬壹堡王太堂(!Q!垒鱼2学科专业名称及代码：捡型夔苤皇自麴焦筮量(Q垒!!Q窒)论文起止时间：2012．11—2013．12长春理工大学硕士(或博士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士(或博士)学位论文，《高精度磨床高速主轴控制器的研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他

2、个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：纨监年土月辽日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。巡立月

3、吐日显粤丝艘名签者师作导摘要高速主轴是非球面加工的核心部件之一，其转速控制精度直接影响到被an-r零件的几何精度。目前高速主轴控制器的转速控制精度普遍不高，应高次非球面加工的要求，本文提出并设计一种基于自适应滤波算法的高精度磨床高速主轴控制器。本文基于MATLAB仿真平台对自适应滤波算法的性能进行了MonteCarlo仿真，应用DSPBuilder在FPGA上实现了该算法；以M／T法作为测速方法，选择适当型号的光电编码器对转速信号进行采集；采用SVPWM调速法来实现高速主轴的高性能调速；最后设计了基于ARM的管理模块，较好地实现了人机交互控制功能。实验结果表明，设计出的高速主轴控制器

4、的转速控制精度高于0．06％，满足了转速控制误差低于O．1％的高次非球面加工的技术指标要求。关键词：高速主轴控制器，自适应滤波，FPG^，SVP飘I，A蹦High-speedspindleisoneoftheCOlecomponentsintheprocessofasphericdevicefabrication．Theaccuracyofspeedcontrolwilldirectlyaffectgeometricaccuracyoftheprocessingparts．Spindlespeedcontrollergenerallydoesnothaveahighaccuracy．

5、Thispaperpresentedanddesignedahigh-speedspindlecontrollerofprecisiongrindingmachineswhichisbasedonadaptivefilteringalgorithm．ThispaperusedtheMonteCarlomeasuretosimulatetheperformanceofadoptivefilteringalgorithmbasedonMATLABsimulationplatform．ItusedtheDSPBuildertOimplementthisalgorithmonFPGAplat

6、form．UsingtheM／Tmethodtomeasuretherotationalspeedandselectingaspecifictypeofopticalencodertoobtainspeedsignal．ItusedthemethodofSVPWMtoadjustthespeedofhigh-speedspindle．Finally,itdesignedamanagementmodulebasedonARMandachievedagoodhuman-computerinteractioncontr01．Theresul坞showedthatrotationalspee

7、dcontrolaccuracyofthehigh-speedspindleishigherthan0．06％．Thespeedcontrolerrorislessthantherequired0．1％intheprocessofhigh-orderasphericmachining．Keywords：high-speedspindlecontroller,adaptivefilter,FPGA,SVPWM,ARM目录第l章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯