交叉耦合算法的超精密数控机床伺服控制

超精密加工的轮廓精度控制直接影响到工件的加工精度,交叉耦合控制算法通过对两轴进行协调而影响轮廓控制精度。文章在分析超精密数控机床误差模型的基础上,将变增益交叉耦合控制算法引入超精密空机床的伺服控制,实验结果表明：变增益交叉耦合控制算法可以在不改变位置环的情况下,有效地提高系统的轮廓精度。     

基于迭代学习控制的电液机床工作台控制方法研究

鉴于传统机床加工零件时工作台进给动作具有重复运动的特点,该文为了实现工作台高精度位置伺服控制,提出了一种基于迭代学习控制算法,用于解决机床工作台位置控制误差。首先,以组合数控机床为研究对象,介绍并建立数控机床工作台位置伺服系统数学模型;然后针对工作台位置伺服系统设计迭代学习控制算法框架;最后搭建数控机床工作台位置伺服实验平台,用不同控制信号对迭代学习控制算法和传统的PID算法进行对比实验。实验结果显示,基于迭代学习控制算法有效地降低了机床工作台控制误差,为数控机床高精度进给运动提供参考。     

基于DSP的数控机床伺服驱动系统的设计与实现

根据数控机床伺服系统全数字化发展的时代要求,设计了一种基于DSP的数控机床闭环伺服驱动系统,同时分析了其结构组成、硬件设计、软件设计等问题。通过仿真和实验表明,基于DSP的数控机床伺服驱动系统具有稳定性、可靠性,能根据控制方式进行相应的调速实验以及一般的插补运动,达到预期效果。     

基于前馈控制器的数字阀动态性能研究

数字伺服阀是未来伺服阀发展的一个重要方向。数字伺服阀大多采用驱动机构直接驱动阀芯滑动的方式,驱动机构的动态性能很大程度上决定了整阀的性能,根据负载特性和实际应用对高动态的要求,在传统PI控制的基础上,加入了前馈控制器,并对其进行了控制算法理论模型等效、幅频和相频分析、程序算法设计及具体实验验证,实验结果表明,前馈控制的引入有效的改善了数字阀的动态性能。     

电液伺服液压执行机构高精度位置伺服控制研究

鉴于电液伺服阀控机构在液压控制系统的重要性,其位置伺服系统动态复杂多变,传统的PID位置伺服控制算法无法满足控制要求,该文以液压阀控缸执行机构为例,提出了一种基于鲁棒滑模控制算法,提高了传统液压缸执行机构位置精度,使得系统具有较强的抗干扰能力。首先,对液压执行机构组成结构和系统原理进行阐述;然后根据原理图建立执行机构理论数学模型,并设计了鲁棒滑模控制器(SMC);最后,搭建液压执行机构实验平台,将滑模控制算法和传统PID控制算法进行位置控制实验,对比分析两者位置伺服控制响应速度和控制精度,实验结果表明本文设计的滑模控制算法的正确性和有效性,为今后液压执行机构位置控制上提供参考。     

通用型交流伺服驱动器设计技术探讨

介绍了通用变频器、交流永磁同步伺服驱动器和交流异步伺服驱动器在数控机床行业的应用现状;提出并阐述了交流伺服驱动器使用的统一型硬件平台的设计特点和技术要点;通过对永磁同步电动机和感应电动机的磁场定向矢量控制算法的异同点分析,提出了设计通用型交流伺服驱动器的一种合理的控制算法架构;在吸收软件工程中面向对象编程思想的基础上,设计了一种适合于团队开发的高效的控制软件开发模型.     

蝶形直线电机的模糊Takagi-Sugeno鲁棒控制

为了克服现有双足蝶形直线超声电机驱动的一维平台定位中的摩擦驱动非线性,本文基于电机工作原理和扇形非线性特性建立了电机及平台的模糊Takagi-Sugeno(T-S)模型。基于该T-S模型,采用系统增广的方法设计了无静态误差伺服定位控制算法;设计中考虑了鲁棒H∞性能,使得该非线性系统的模糊控制器具有较好干扰抑制性能和鲁棒性。采用嵌入式微控制器实现了所设计的控制算法,并进行了不同步进值的伺服定位控制实验。实验结果显示,在不同步进值下系统的超调量小于4%;在空载和带载荷的状态下对伺服定位控制实验数据的对比显示,系统最大超调量小于5%。与传统PID控制算法相比,本文提出的控制系统具有较高的定位精度,良好的运动平稳性和鲁棒性。     

基于RLS的KV800数控机床伺服控制系统设计与研究

旨在填补数控机床伺服控制系统的设计缺陷及不足,以KV800型加工中心控制系统为研究对象,基于RLS对KV800型数控机床伺服控制系统进行设计与研究。首先,基于LS模型提出了RLS模型;其次,基于RLS模型对数控机床伺服控制系统构架进行设计;最后,基于MATLAB7.0对设计的数控机床伺服控制系统进行仿真分析,为了验证RLS模型的可靠性,采取实验研究对仿真结果进行验证。结果显示:仿真分析与实验分析所得的传递函数与基于RLS逆推得出的传递函数有着较高的一致性,说明基于RLS的数控机床伺服控制系统的基本构架合理可靠。     

基于电流环补偿的双轴同步驱动控制方法研究

双电动机共同驱动的龙门结构越来越多地应用于高精度数控机床中。传统的主从式控制方式由于主动轴不考虑从动轴的干扰情况,控制精度不是很高。本文提出了在交叉耦合控制方式下采用电流环补偿的方案并建立了双轴控制模型。设计了利用比例修正器调节电流环增益的控制方法。同时利用了专家PID控制算法对同步误差进行调整。实验表明,该方法有效提高了同步轴的响应速度,具有鲁棒性强、同步误差小的优点。     

电动汽车电机驱动控制系统设计研究

研究电动汽车电机驱动控制系统对电动汽车电力驱动技术具有重要意义。研究对电机驱动控制器控制系统进行了设计。主要包括根据电动汽车对动力源的要求,分析电机的几种主要调速策略,并对电动汽车电机驱动控制策略进行了选择;根据所选用电机特性,建立了电机驱动控制系统的控制模型,并确定了该控制系统的结构组成;在完成了增量式PI控制算法的实现的基础上,利用工程正定法选定了系统PI控制主要参数参数,并设计了控制系统的主控制程序。     

基于CCC的移动目标模拟器轮廓误差控制与仿真

针对移动目标模拟器负载转动惯量大、运动速度快、运动轨迹非线性的特点,以减小移动目标模拟器轮廓误差为研究目标,对移动目标模拟器伺服控制系统进行设计,建立移动目标模拟器伺服控制系统模型,将交叉耦合控制系统(cross-coupled control,CCC)引入伺服控制系统中,并在MATLAB中进行了仿真验证。仿真结果证明基于交叉耦合控制的移动目标模拟器比传统的基于PID控制的移动目标模拟器能达到更高的控制精度,使得模拟器能更加真实再现目标运动轨迹。     

伺服分度装置的控制系统设计与实现

设计了一种由数字信号处理器控制的分度系统,系统采用伺服电机、伺服驱动器和控制系统的控制方案,采用全闭环交流伺服驱动技术,设计了可控制多轴分度器的伺服控制卡,控制卡采用DSP和CPLD的架构,控制器采用了带死区与饱和的变速积分PID控制算法。阐明了伺服驱动器的使用方法以及系统的硬件组成和软件实现方法,并用VC编写了人机交互界面,用于对系统运行进行控制,并可将实测数据保存在PC机中便于数据分析。伺服分度装置已应用于实际系统调试,测试结果显示,系统可达到单调高速高精度达位的控制要求。     

一种基于神经元离散滑模变结构的位置控制方法

本文针对数控机床位置伺服系统参数不确定及存在外界干扰的特点,以趋近率设计方法为基础,结合神经元的自学习能力.设计了基于神经元离散滑模变结构的位置伺服控制算法,并用波波夫超稳定性理论证明了神经元自学习离散滑模变结构控制系统的稳定性.实验结果表明,采用这种控制方法极大地削弱了常规滑模变结构控制中的抖振现象,使得系统不但具有良好的动、静态性能,而且具有较强的鲁棒性,满足了数控机床快速、准确的位置伺服控制要求.     

基于Matlab的重型数控机床双电机消隙的仿真

为了提高重型数控机床的动态精度和稳态性能,减小齿隙在系统中带来的负面影响,首次对重型数控机床采用双电机控制,利用机理分析法分析了齿轮啮合动力学原理,通过齿隙特性的分析,建立了含齿隙单电机及双电机的伺服驱动系统模型和含齿隙双电机的动力学模型,采用仿真软件Matlab对伺服驱动系统模型进行仿真.比较了含齿隙单、双电机伺服驱动系统的动态特性,得出双电机驱动的性能优于单电机.     

双驱动伺服曲柄压力机协调控制方案分析

针对双驱动伺服曲柄压力机的电机协调性问题,建立了双驱动伺服曲柄压力机的虚拟样机和数学模型,根据样机参数进行了数值仿真和实验研究,两者结果非常接近,验证了数学模型的正确性。在分析各种协调控制算法优缺点的基础上,利用滑模变结构控制策略设计了控制算法,建立了ADAMS和MATLAB的联合仿真控制系统,并与PID控制方案进行比较。结果表明,采用滑模变结构控制算法的协调控制系统具有较好的抗干扰性和协调性,并具有优于PID控制系统的性能。     

基于DSP的二轴转台伺服控制系统设计

针对目前网络通信中网线的布置繁冗、维护困难等问题,将二轴转台伺服控制技术应用于网络通信中,进行了二轴转台伺服控制系统硬件及软件的设计.采用“位置+速度”双闭环控制方式,以“TMS320F2812+CPLD”为控制核心进行了系统伺服控制卡的设计,通过选用高集成电机驱动芯片SA57进行了功率驱动卡的设计;通过采用超前-滞后控制算法,利用C和C++语言进行了控制系统的软件程序设计;建立了转台俯仰轴伺服控制系统的数学模型,采用先进的超前-滞后控制器进行了系统的速度环和位置环的校正,在Matlab的Simulink模块中,对系统的速度环及位置环的数学模型进行了数字仿真与分析.研究结果表明,所设计的二轴转台伺服控制系统的响应时间为25 ms,位置跟踪精度在±1″范围内,其跟踪性能完全满足了技术要求.     

电力驱动汽车用BLDCM转速的模糊控制

本着提高电动汽车无刷直流电机驱动系统性能的想法,采用模糊控制来实现时无刷直流电机的控制.在控制策略上,速度环采用PI控制算法,电流环采用PID控制算法.其中PID控制器具有算法简单、可靠性高等优点,充分满足了电动汽车对驱动系统的控制要求.     

曲柄伺服压力机数字化仿真系统开发及应用

为了在减少人力物力的同时给设计和优化曲柄伺服压力机的机电一体化系统组成提供方案及可行性参考,采用Simulink语言开发了曲柄伺服压力机的数字化集成仿真系统,并基于该仿真系统进行了虚拟制造的应用分析。集成仿真系统由运动控制、大功率电驱动、机械传动机构三部分组成。运动控制部分设计了恒速、变速驱动的工作模式;电驱动部分引入基于电子飞轮的永磁交流伺服系统和电机组合,其中永磁交流伺服系统采用速度外环、电流内环两环控制结构的矢量控制策略,引入变参数积分分离的PI调节器;机械传动机构采用曲柄连杆机构。分析结果表明,在同一冲压速度下,伺服压力机的加工效率采用变速驱动工作模式会比恒速驱动模式高,且在一个工作周期内采用变速驱动时驱动系统更加节能,从而为进一步提高曲柄伺服压力机的制造效率提供了依据。     

基于ARM的空心杯直流电机伺服驱动器设计

应用ARM微处理器,设计了空心杯直流电机的伺服驱动器,探讨了积分分离PID控制算法在ARM处理器上的实现,同时研究了CAN总线技术在本伺服驱动器上的应用,提高了伺服控制的实时性、可靠性和信号传输距离。     

一种偏心拨杆数字阀用位置伺服控制驱动器的设计

为解决传统数字阀驱动复杂、可靠性低、控制驱动器体积大等问题,设计了一种偏心拨杆数字阀用位置控制驱动器。该控制驱动器以STM32F103RET6作为控制核心,以LMD18200智能模块作为驱动单元,采用模拟霍尔位置传感器检测电机转角位置,通过控制有限转角电机,进而实现对偏心拨杆数字伺服阀的驱动。介绍了伺服系统的总体方案、系统硬件、软件设计及控制算法,并对系统样机进行了试验。试验证明,该伺服控制驱动器集成度高,体积小,能够实现高精度、高动态的位置伺服控制。