基于HNC-8数控系统伺服频率特性测试系统的研究与实现.pdf

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1、2012年11月机床与液压NOV．2012第40卷第21期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．40No．2lDOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．21．001基于HNC一8数控系统伺服频率特性测试系统的研究与实现唐波，唐小琦，宋宝，谢星葵(1．华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074；2．深圳华中数控股份有限公司，广东深圳518001)摘要：伺服系统的频率特性能直观反映伺服系统的精度、平稳性和响应速度。通过测量伺服系统的频率特性对伺服参数进行调整，使其满足加工的动态特性要求，具有重要意义。以频率分段变

2、化的正弦波作为被测伺服系统的激励信号，结合傅里叶变换，提出一种伺服系统频率特性测试方法——分段正弦单步法。并基于HNC-8型数控系统，利用该方法开发了伺服频率测试软件。实验结果表明，该方法能有效测量伺服系统频率特性。关键词：HNC-8数控系统；傅里叶变换；频率特性测试中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012J21—001—3ResearchandlmplementationofServoFrequencyCharacteristicTestSystemBasedonHNC-8CNCTANGBo．TANGXiaoqi，SONG

3、Bao，XIEXingkui(1．SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScience&Technology，WuhanHubei430074．China：2．ShenzhenHuazhongNumericalControlCo．，Ltd．，ShenzhenGuangdong5l80o1，China)Abstract：Thefrequencycharacteristicofservosystemcandirectlyreflecttheperformanceoftheservo

4、systeminaspectsofac—curacy，smoothandresponseetc．It’Sveryimpo~antforservosystemturning．Afterresearchingmethodoffrequencycharacteristictestofservosystem，amethodcalledsegmentsinewavesingle—stepmethodWasdevelopedbasedonHNC-8system．Inthismethod，asinewavewhosefrequencychangessegmentbyseg

5、mentwasusedasthedrivingsignal，andFouriertransformwasusedasthemajordataprocessingmethod．Experimentsandapplicationsindicatethatthemethodishighlyefficientandprecise．Keywords：HCNC-8system；Fouriertransform；Frequencycharacteristictest数控机床运行过程中，伺服系统的性能很大程度0．707A(0)时所对应的频率，称截止频率，反映系统上决定了机床

6、的加工性能及效率⋯。其中，伺服系统的快速性。相频宽．是指相频特性(．厂)=一1T／2时闭环频率特性能直观反映伺服系统的精度、平稳性、所对应的频率，反映系统的快速性。伺服系统闭环频响应速度等性能指标，是用于调整伺服特性的一项率特性可通过传递函数求取或通过试验测得j。然而重要性能指标。图1为闭环频域性能指标示意图。其一个实际应用中的工程控制系统的传递函数本身是未中：零频振幅比A(0)是指零频(．厂=0)时，系统稳知的，求解过程也很繁琐，往往只能得到近似解。态输出与输入的振幅因此，目前大部分研究者采用试验法来测得控制系统比。A(O)与1之差的的频率特性。文献[5—

7、7]中介绍了几种频率特性大小，反映系统的稳0．7测试方法：(1)多步法(多次直接记录法)，即给被态精度。谐振峰值A测系统输入频率和幅值已知的正弦波，得到一个频率是指幅频特性A(点的频率响应，改变信号频率多次测试，得到系统的的最大值，反映系统频率特性。该法精度高，但效率很低。(2)使用正弦的平稳性。频带宽度波组合的单步法，即给被测系统输入由多个频率正弦是指幅频特性A(，)波叠加而成的信号，依据线性定常系统的叠加原理，从A(0)衰减到图1闭环频域性能指标一次试验能得到多个频率响应数据。但叠加后的输入收稿日期：2011—10—11基金项目：国家自然科学基金资助项目

8、(20100192)；国家自然科学基金资助项目(50