数控测试用伺服进给系统非线性建模与仿真.pdf

《数控测试用伺服进给系统非线性建模与仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年第10期·控制与检测·文章编号：1001—2265(2010)10—0055—06数控测试用伺服进给系统非线性建模与仿真陈凡，范大鹏，张连超，周擎坤(国防科技大学机电工程与自动化学院，长沙410073)摘要：提出了一种基于虚拟机床的数控系统运动控制性能新型检测方法，介绍了测试系统的结构与工作原理，并充分考虑间隙与摩擦等非线性因素的作用效果，建立了用于数控测试的机床伺服进给系统的非线性综合仿真模型。仿真实验结果表明间隙及摩擦等非线性因素会影响系统控制效果与加工精度，验证了非线性建模在数控系统运动控

2、制性能测试中的必要性。所建模型为虚拟机床的设计奠定了基础，所提出的检测方法为全面测试数控系统运动控制性能提供了新途径。关键词：数控测试；伺服进给系统；间隙；摩擦；建模中图分类号：TP271．2文献标识码：ANonlinearModelingandSimulationofServoFeedSystemforCNCTestCHENFan，FANDa—peng，ZHANGLian—chao，ZHOUQing—kun(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation，Na

3、tionalUniversityofDefenseTechnology，Chang—sha410073，China)Abstract：AnewmethodwasgivenforthetestofmotioncontrolabilityofCNCsystembasedonvirtualmachinetoo1．Thestructureandworkingprincipleofthetestsystemwasintroduced．Asetofsynthesisnonlinearmodeloftheservofe

4、edsystemofmachinetool，whichwasusedfortheCNCtest，wasbuildup，withSUfficientconsiderationoftheeffectofnonlinearfactorssuchasbacklashandfriction．Thesimulationexperimentdemonstratedthatthenonlinearfactorsincludingbacklashandfrictionwouldaffecttheeffectofsystem

5、controlandthemachiningaccuracy，andtheessentialityofthenonlinearmodelinginthetestofmotioncontrolabilityofCNCsystemwasverified．Thefoundationwaslaidforthedesignofvirtualma-chinetoolbythemodelsetup，andanewwayforall·aroundtestofmotioncontrolabilityofCNCsys-tem

6、wasprovidedbythemeasurementgiven．Keywords：CNCtest；servofeedsystem；backlash；friction；modeling们可以构建一个基于Simulink的虚拟机床模型，使0前言其能够较为准确的体现出实际机床的机械特性与运数控制造业的快速发展使市面上涌现出一批高动特性。由于所建立的虚拟机床是一个较为理想的档数控系统，推进了数控测试技术水平不断改进和模型，在充分体现实际机床中间隙与摩擦等非线性提高⋯。在检测高档数控系统的运动控制性能时，因素作用

7、效果的同时，不存在机床自身误差导致的对于多轴联动插补控制，机床间隙与摩擦等非线性不确定性。因此，依据虚拟机床模型可以较为方便误差的补偿与控制，刀具轨迹控制等多种功能的测准确地对数控系统的运动控制性能进行检测。由于试评价均不能脱离机床本体进行。但是由于机床原伺服进给系统作为机床最重要的组成部分，将直接因导致的一些测试误差又会为数控系统控制性能指影响机床的运动特性与机械特性。为此，构建一套标的测试计算引入不确定因素，造成检测结果不能较为准确的机床伺服进给系统仿真模型成为了建模准确的反映出待测性能的实际状况。如

8、果在检测数的关键。控系统运动控制性能时，让数控系统工作在一个标本文给出了一种基于虚拟机床的新型数控系统准“机床”上，则可以较好的解决上述问题。于是，我运动控制性能检测方法，并针对广泛应用于数控机收稿日期：2010—04—23基金项目：科技重大专项“开放式全数字高档数控装置”(2009ZX04009—011)作者简介：陈凡(1986一)，男，陕西三原人，国防科技大学机电系硕士，主要从事数控机床检测研究等，(E—mail)chen