工件质量对机床工作台直线电机伺服系统响应性能的影响研究.pdf

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1、2014年5月机床与液压Mav20l4第42卷第10期MACHINETO0L＆HYDRAULICSVo1．42No．10DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．10．002工件质量对机床工作台直线电机伺服系统响应性能的影响研究彭振洲，熊静琪，张荃莹，王李立(电子科技大学机械电子工程学院，四川成都611731)摘要：数控机床工作台在运行时其承载的工件质量往往不同且变化范围大，工件质量的变化会对其直线电机伺服系统的性能造成较大影响。分析数控机床工作台直线电机伺服系统在带动不同质量工件的情况下所产生的超调量和调整时间，发现系统超调量随工件质量的增加成单调增的关系；

2、在工件质量一定的情况下采用非线性PID控制来抑制超调量，缩短调整时间，找到非线性PID控制的参数与工件质量之间的对应关系，并进行线性拟合，对非线性PID控制的参数进行调整，使在不同工件质量的情况下均能达到较好的响应性能。关键词：直线电机伺服系统；质量变化；位置控制；变参数非线性PID控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)10—006—6ResearchonMachineTableLinearMotorServoSystemResponsePerformanceImpactedbyQualityPENGZhenzhou，XIONGJingqi，Z

3、HANGQuanying，WANGLili(SchoolofMechatronicsEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，ChengduSichuan611731，China)Abstract：TheworkpiecequalitythattheCNCmachinetableholdatruntimeisoftendifferentandchangesinrange．Thework-piecequalitychangehasgreatimpactontheperformanceofthelinearm

4、otorservosystem．TheCNCmachinetablelinearmotorservosystemovershootandadjustmenttimeincaseitdroveworkpieceswithdiferentqualitywereanalyzed．Therelationshipbetweenthesys—tenovershootandtheworkpiecequalitywasfoundout．NonlinearPIDcontrolwasusedtosuppressovershootinthecaseofacertainqualityoftheworkpiec

5、e．Andtheadjustmenttimewascutdown．theThecorrespondingrelationshipbetweenthenonlinearPIDcontrolparameterKdandworkpiecequalitywasfoundout．Withlinearfit，nonlinearPIDcontrolparameterscouldbeadjusted．Sobetterre-sponseperformancecanbeachievedindifferentworkpiecequality．Keywords：Linearmotorservosystems；

6、Qualitychange；Positioncontrol；VariableparameternonlinearPIDcontrol直线电机驱动的数控机床工作台相比旋转电机加文中所研究的数控机床工作台的特点是需要承载滚珠丝杠的而言，具有高速、高精、大加速度、大行工件进行加工，不同的工件质量相差很大，其控制系程等优点，但也继承了直线电机伺服系统的缺点。统如何能在不同工件质量的情况下均保持良好的控制在结构上，直线电机直接推动工作台，由于没有效果是非常值得研究的。中间传动机构的缓冲，工作台所受的各种扰动如振1直线电机伺服系统模型动、摩擦、切削力变化等将直接作用于直线电机，从根据d、q轴电流法

7、建立直线电机的电流模型：而严重影响直线电机的平稳运行，如何抑制这些扰动￡)=K[fi+(Ld—L)idi](1)对控制系统提出了很高的要求。采用i=0的电流控制方法，得到电磁推力与电众多学者对直线电机伺服系统进行了研究，绝大流的关系为：部分研究都是针对如何抑制直线电机运行过程中的扰．t)=Kti。(2)动，如振动、摩擦、纹波推力等。并提出了许多控制其中：K是与直线电机结构相关的参数。方法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等，取交流永磁同步直