数控木工加工中心伺服驱动系统仿真设计.pdf

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1、·信息技术-袁成荣，等·数控木工加工中心伺服驱动系统仿真设计数控木工加工中心伺服驱动系统仿真设计袁成荣，蒋强，吴志威(1．南京林业大学机电学院，江苏南京210037；2．南京市特种设备安全监督检验研究院。江苏南京210002)摘要：建立基于差分方程的伺服驱动系统控制器数学模型，将控制器的设计和伺服驱动系统的设计融为一体，建立各部分的差分方程，找出系统输入输出在趋于稳定状态时的关系，仿真反求出满足关系的一组控制器差分方程组系数，探索出了数控木工加工中心伺服驱动系统仿真设计方法。关键词：伺服驱动系统；差分方程组系数；仿真设计中图分

2、类号：TH12；TP391．9文献标志码：B文章编号：1671—5276(2012)06一Oll8一(13SimulationandDesignofNmnericalControlCarpenterMachiningCenterServoDriveSystemYUANCheng—rong，J1ANCQiang，WUZhi-wei(1．CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China；2。Nanjin

3、gSpecialEquipmentVesselSupervisoryInstitute，Nanjing210002，China)Abstract：Thispaperestablishesthemathematicalmodeloftheservodrivesystemcontroller，basedondiferenceequation，inordertocombinethedesignofcontrollerwithservodrivesystemtogether，andalsoestablisheseachpartofth

4、eequationtofindoutthesteadystateofsysteminput-outputrelation．Thecoeficientofthecontrolerdiferenceequationiscalculatedwhichsatisfiestherelationofsimula-tion．Thissimulationanddesignmethodforthenumericalcontroledwoodworkmachiningcenterservodrivesystemisdeveloped．Keywor

5、ds：servodrivesystem；coeficientofdiferentialequations；simulationanddesignE(：K(3)0引言z)、一“1(n+1)=Kle(n+1)(4)目前，仿真技术往往被用于在设计之后进行模拟试验，：墅(5)其实也可用于复杂系统的设计求解。采用PID控制的控制E(5)s、一器设计，为兼顾快速『生和稳定性，其控制参数较难确定，而且E(=㈤依靠软硬件实现都比较麻烦。由于进给伺服系统趋于数字z)一1、化，即控制方法采用时间离散型采样控制，控制器可采用差H2(rt+1)=U2

6、(／／,)+e(rt+1)(7)分模型，先找出系统输入输出的一些关系，再用仿真的方法E(：K3(8)来反求控制器的各系数，这也是一种有效的设计方法。5)K3z-K3E(：～1(9)z)z一一控制器数学模型的建立u3(n+1)=K3e(n+1)一K3(n)(10)建立控制器数学模型，PID控制器的传递函数为：／z(n+1)=l(n+1)+2(几十1)+3(n+1)(11)(n+1)=K1e(n+1)+tt2(n)+2e(rt+1)+3e(n+1)一kse(n)G()：+垒+S(12)PID控制器的框图见图1。f“(n)Ae(n+

7、1)+Be(n)(n(13)【z(n)：z(n一1)+ce(n)、上述公式是线性常系数差分方程组，以此作为控制器的数学模型方便计算机控制系统的实现。差分方程控制器DfZ1樟曰．网22伺服驱动系统数学模型的建立图1PID控制器的框图根据数控木工加工中心进给速度要求高，而加工精度U1(s)(2)要求相对低一点的特点，采用半闭环伺服系统和数字控制方式。将伺服进给系统分成机械传动机构和伺服驱动系作者简介：袁成荣(1964一)，男，副教授，硕士生导师，研究方向：木工机械数控，特种设备数控技术。·ll8·http：／／ZZHD．china

8、journa1．net．ellE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》·信息技术·袁成荣，等·数控木．T-h_r_中心伺服驱动系统仿真设计饱和非线性环节：当(n)≥50时，(n)=50；当一50≤Ⅱ(n)≤50时，(n)=u(n)；