基于磁致伸缩致动器的车削振动控制系统研究.pdf

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1、西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2O14)Vo1．30No．4469文章编号：1006—4710(2014)04—0469—04基于磁致伸缩致动器的车削振动控制系统研究王茂方，杨静(西安理工大学机械与精密仪器工程学院，陕西西安710048)摘要：磁致动器具有体积小、可靠性高、驱动力大、响应速度快等优点，但其动特性具有明显的滞回非线性特点，同时考虑车削过程外干扰的不确定性，本文研究设计了基于磁致动器的车削振动主动控制系统，采用了变步长自适应控制算法策略。在Matlab／Si

2、mulink中对控制系统进行了模拟仿真。在此基础上，基于dSPACE快速原型控制系统搭建了车削振动控制模拟实验台，以激振器作为外干扰进行振动抑制实验。实验结果袁明，所设计的振动控制系统对模拟刀架的振动有明显的抑制效果。关键词：磁致伸缩致动器；车削振动；自适应算法；柔性铰链平台中图分类号：THl13．1文献标志码：AStudyofcuttingvibrationcontrolsystembasedonthemagnetOstrictiVeactuatorWANGMaofang．YANGJing(FacultyofMechanica

3、landPrecisionInstrumentEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Magnetostrictiveactuatorhastheadvantagesofsmallvolume，stableperformance，highreliability，largedrivingforce，fastresponsespeed，etc，butitsdynamiccharacteristicshaveobvioushysteresis

4、nonlinearcharacteristic。takinguncertaintyofoutsideinterferenceintheturn—ingprocessintoaccount．Theactivevibrationcontrolsystemofturningtoo1basedonthemagnet—icactuatorarestudiedanddesigned，andthevariablestepsizestrategyofadaptivecontrolalgo—rithmisadoptedinthispaper．Ac

5、ontrolsystemsimulationinMatlab／Simulinkisconducted，onthebasisofwhich，theturningvibrationcontrolsimulationplatformbasedondSPACEinexperi—mentalverificationundertheexciterasoutsideinterferencehasbeenset．Theexperimentalre—sultsshowthatthisdesignofactivevibrationcontro1sy

6、stembasedonmagneticactuatorforsimu—lationtoolpostvibrationsuppressioneffectiSobvious．Keywords：magnetostrictiveactuator；turningvibration；adaptivealgorithm；flexiblehingeplat—form由于机床主轴的不平衡、工件材料不均匀等原振抑制系统_4]。磁致动器相对压电驱动具有响应速因，金属车削加工时，车刀与工件之间会产生振动，度快、应变大、输出力大、驱动电压小等优点]，陈影

7、响产品的加工质量，甚至导致刀具磨损、崩刃。加苏权等利用磁致动器作为驱动器，采用PID算法进工中的振动抑制一直是许多学者的研究热点_】]。行刀架振动抑制，并进行了实验测试_7]。CagriAbis采用压电陶瓷致动器贴于车刀刀杆的侧算法是影响控制性能的重要因素，考虑动特性面，对车刀的振动进行控制，使零件的表面粗糙度改具有明显的滞回非线性特点，同时考虑车削过程外善了27．7E23。Martinez采用压电式致动器进行干扰的不确定性，本文设计的基于磁致伸缩致动器精密加工的振动控制，在一定范围内缓解高频动态的车削振动控制系统，采用了NLM

8、S自适应算法控切削力对系统的冲击作用，从而提高精密加工的性制策略，通过仿真与实验对所设计的振动抑制系统能[3]。谢金华等人则以压电驱动元件设计了切削颤效果进行了验证。收稿日期：2014—04—29基金项目：陕西省教育厅省级重点实验室科研计划基金资助项目(11JS