基于高响应直线电机的非圆曲面加工技术研究

针对非圆车削加工技术的研究,提出一种直线驱动快速刀具进给机构,构建了非圆车削系统。重点研究了非圆截面零件的软靠模生成,并提出一种非类椭圆的建模方法。以中凸变椭圆活塞为例,利用快速刀具进给机构加工出最大椭圆度为6mm的中凸椭圆活塞试件,误差在15μm以内。实验结果表明,该设计方案能顺利完成非圆车削的任务。     

中凸变椭圆活塞的数控车削加工原理及实现

介绍了中凸变椭圆活塞异形外圆车削加工技术的发展,并对其椭圆型面的车削加工原理作了详细分析。通过分析得出车床对进给系统的要求和采用"软靠模"数控车削加工的必要性,并设计了一种采用直线电动机的进给机构,以实现该类零件的加工,使加工精度得到显著改善,同时,缩短了加工时间,降低了生产成本。     

高响应电磁式刀架非圆截面车削加工的伺服控制研究

分析电磁式微进给伺服系统的开环和闭环数学模型,提出在非圆截面零件车削加工中针对给定轨迹渐变的修正迭代学习控制算法。在此基础上,对某一中凸变椭圆活塞型线进行了实际跟踪控制试验。结果表明,采用电磁式伺服刀架系统及本文提出的控制策略,可以满足高速高精度条件下对非圆截面零件的车削加工的要求。     

非圆截面数控车床车削性能研究

针对研制的非圆截面数控车床样机,分析了椭圆截面加工的原理,应用PMAC时基控制功能进行椭圆截面的加工实验.实验结果证明通过合理的调节PMAC的PID+速度/加速度前馈控制算法的参数,可使直线电机伺服系统精确的跟随主轴的高速旋转运动,加工出椭圆型线,为下一步中凸变椭圆的加工实现奠定基础.     

新型中凸变椭圆活塞车削伺服刀架的研制

针对非圆活塞车削加工技术,特别是中凸变椭圆活塞的车削加工原理及其刀架设计进行研究。提出一种新的超磁致伸缩微进给机构,通过将超磁致伸缩微进给机构与凸轮机构组合用于刀架设计,实现了伺服刀架的两个独立成形运动,即刀具相对工件形成非圆轨迹的运动和刀具相对工件形成纵向中凸曲线轨迹的运动。实验表明,研制的非圆活塞车削加工伺服刀架具有良好的驱动特性和加工稳定性,提高了非圆活塞加工的精度和效率。     

凸轮廓形的数控加工

在对封闭凸轮廓形的分析基础上研究了凸轮廓形的数控加工方法。将"旋转伺服电机+滚珠丝杠副"刀架进给系统与直线电机刀架进给系统进行对比认为:通用数控加工系统中常用的"旋转伺服电机+滚珠丝杠副"进给系统不能满足凸轮轴的高效高精度要求,从而提出采用直线电机进给系统,并指出了直线电机在设计和应用中存在的主要问题和解决方案。     

高速机床的交流直线电机进给驱动系统

针对交流永磁同步直线电机进给驱动系统和交流异步直线电机进给驱动系统两种典型零传动进给系统，阐述了直线电机进给驱动系统的总体结构、运行与控制原理，给出了其控制方法和驱动控制系统的实现方案。     

中凸变椭圆活塞车削数控系统的实时性分析及实现

为了解决中凸变椭圆活塞数控车削加工的高实时性要求,设计了具有上下位机、多处理器结构的数控系统.系统使用固高多轴运动控制器实现普通数控模块的实时控制,使用DSP控制器作为椭圆截面生成模块--直线伺服系统的核心控制器,一体化工作站负责数控系统的管理、数据处理和人机交互等实时性要求较低的工作.采用多层次、模块化的思想,在Windows2000平台下开发了中凸变椭圆活塞车削数控软件系统,很好地满足了活塞加工的要求,并且具有功能强大、界面友好、使用方便和柔性好等特点.该数控系统已在工厂得到实际应用并形成了正式产品.     

内燃机活塞裙部车削加工研究

通过对内燃机中凸变椭圆活塞零件的分析,提出了一种新型的适合于中凸变椭圆活塞截面车削加工的方法-采用通用伺服系统加高频震荡系统构成的混合系统,有效的提高了加工速度和加工质量.在比较了目前的椭圆插补算法的基础上,设计了一种采用极坐标的、适合于本车削加工系统使用的新型的中凸变椭圆活塞截面车削加工插补算法,计算简单,运算精度高,可以满足当前数控加工高速高精度的要求.     

基于Windows 2000的非圆截面车削数控系统

提出了基于Windows 2000以及高速实时串行总线的非圆截面车削数控系统结构。系统由普通数控功能扩展非圆加工模块实现。PC机与信号接口板联合实现普通数控功能，数控系统的实时性在Windows 2000平台下通过设备驱动程序配合高速实时串行总线实现。为实现直径方向的高速往复运动，非圆截面车削通过在X方向叠加U轴来实现非圆车削的直线进给运动，由专用直线伺服模块完成。刀架进给机构采用超磁致伸缩直线位移驱动器。直线伺服模块跟踪主轴编码器角度确定非圆加工刀具进给量。数控系统在中凸变椭圆活塞表面加工生产线投入应用，加工结果证明了系统的实用性。     

永磁直线伺服电动机实时电压信号采集方案设计

通过选用合适的永磁直线伺服电动机、电压传感器和光栅设备,完成了一套基于虚拟仪器思想的永磁直线伺服电动机电压信号采集方案。在系统实现过程中,用制作的实物系统对目标电动机的电压物理量进行实时数据采集,验证方案正确可行。     

基于DSP的交流永磁同步电动机运动控制系统研究

为了提高交流永磁同步电动机运动控制系统的控制精度,讨论了基于DSP的永磁同步伺服控制系统的软硬件组成及设计方案,采用转子磁场定向矢量控制和TMS320LF2812数字信号处理器,实现了对永磁同步伺服电动机的矢量控制。采用高速、高精度的DSP芯片以及矢量控制的永磁同步电动机伺服控制系统具有良好的动态响应性能和静态性能,并具有结构紧凑、设计合理和控制灵活等优点。     

基于FPGA永磁同步直线电机性能检测系统的实现

结合永磁同步直线电机伺服控制技术研究项目,开发了永磁同步直线电机性能检测系统.利用编程逻辑器FPGA与硬件编程语言VHDL,实现通用异步收发器(UART)的设计,测试系统软件采用面向对象编程语言VB6.0中的MSCOMM通讯控件来产生通讯事件,实现对检测数据的传送与后处理.     

基于TMS320LF2812的永磁同步交流伺服系统

为实现永磁同步交流伺服系统的快速、准确的位置跟踪控制,在分析永磁同步电动机数学模型以及矢量控制原理的基础上,设计了基于数字信号处理器TMS320LF2812的三相永磁同步电机交流伺服系统,并详细论述了该系统的硬件电路构成和软件设计方法,最后根据上述硬件电路及软件编程,对永磁交流伺服系统进行了测试。研究结果表明,基于TMS320LF2812 DSP的三相永磁同步电机交流伺服系统硬件和软件设计合理,系统响应速度良好,可实现精确的位置跟踪。     

风电变桨直流伺服驱动器的设计

基于风力发电变桨系统的需求,分析了永磁直流伺服电机的调速原理,提出了永磁直流电机控制策略,并研究建立了全数字直流伺服控制系统。选用TI公司的TMS320F2812 DSP作为控制核心,介绍了该伺服驱动器的主功率电路和控制电路硬件设计、实现方法以及整体软件架构和具体实现流程。通过旋变解码试验和动态调速试验,验证了全数字直流伺服控制系统的整体设计。     

基于DSP的永磁同步电机伺服系统

设计了一套基于DSP的永磁同步电机伺服系统。系统为速度环和电流环双闭环控制结构,采用了SVPWM控制策略。以DSP为核心设计了硬件电路,运用C语言进行了软件设计,实现了对永磁同步电机的伺服控制。     

RBF神经滑模控制在永磁直线同步电机的应用研究

给出了神经网络学习算法和神经滑模控制器的具体设计思路,将滑模控制器的切换函数作为神经网络输入,以滑模控制器为网络输出,从而实现神经网络学习能力和滑模控制自适应切换能力有效结合,将神经滑模控制器应用于永磁直线同步电机伺服系统,通过仿真说明了其良好的跟踪特性和低速平稳性。     

磁悬浮永磁直线电动机及其控制系统研究

根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理,给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型,对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算,并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机,制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统,对系统进行实验研究,获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。     

基于LMI的永磁直线电机H∞鲁棒控制器设计

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服控制中存在的模型摄动和外部干扰问题,保证闭环控制系统的鲁棒稳定和鲁棒性能,将基于状态反馈的H∞鲁棒控制器应用到永磁直线同步电机的速度环和电流环设计中,通过建立伺服系统鲁棒控制的状态空间模型,将H∞标准设计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的最优解求解问题,利用Matlab LMI工...     

基于STM32F103的双轴交流伺服系统

针对传统单轴交流伺服系统存在体积大和成本高的问题,为满足工业自动化行业对结构紧凑型伺服驱动的需要,设计了一种全数字双轴永磁同步电机伺服系统。在分析了伺服系统实现原理和软硬件方案的基础上,该系统充分利用了STM32F103的2个高级定时器、3个高速AD、2个正交编码器接口等丰富的片上资源,采用了单个STM32F103为主控制器,以两块智能功率模块（IPM）为功率电路,使系统结构紧凑。实验结果表明,该双轴驱动器的性能能够满足实际使用的需求。