开放式数控系统摩擦补偿的实现

摩擦是引起数控机床换向误差的主要因素之一,降低了数控机床的加工精度。在机床换向时,摩擦力表现出非常强的非线性,不利于机床的高精度控制。在搭建的开放式数控系统平台上,通过对速度环施加脉冲补偿量实现了对摩擦的补偿,有效降低了轮廓误差。     

840D数控系统的伺服参数优化

为了使机床的电气系统与机械部件之间的匹配性得到提高,通过对机床伺服参数进行合理地调节,提升了机床的动态特性和加工精度.针对840D的数控系统,利用其系统自带的Start-Up优化软件对机床的伺服参数进行了手动优化,通过频率响应、圆测试、伺服跟踪方式来检验优化效果的优劣.最后,总结了一套手动调节伺服参数的方法.研究结果表...     

基于半闭环控制的数控系统反向间隙补偿

在半闭环控制的机床中反向间隙是影响机床定位精度和加工精度的一项重要因素,对其进行反向间隙补偿是一项非常重要的工作.文章提出了基于半闭环控制下的间隙补偿原理,通过间隙模型仿真验证了补偿算法的可靠性,并且在开放式数控系统实验平台上实现了算法的嵌入,实际的测量结果论证了算法的正确性.实验表明,通过该间隙补偿方法可以有效地降低因反向间隙所造成的轮廓误差.     

精密伺服进给平台控制系统设计

伺服进给系统作为数控机床整体的重要功能部件,对数控机床整体加工性能起着非常重要的促进作用.文章首先结合伺服进给系统的工作特性,建立了扭矩模式下的伺服进给系统模型,然后结合系统辨识的手段,得到了模型的参数值,根据得到的系统数学模型,文中设计了基于极点配置方法的控制器,经过试验验证,取得了良好的控制效果.     

织物和静电极板参数对静电吸附力的影响分析

为了明确织物和静电极板参数对静电吸附力的影响规律,为服装软面料的静电吸附式抓取提供理论支撑,文章开展织物参数和静电极板参数对静电吸附力影响规律的系统性研究。首先建立纬编织物结构模型及静电吸附力理论模型,通过理论分析结果和仿真结果的对比分析,验证仿真方法的有效性;接着基于Maxwell张量法推导了五层二维静电吸附力理论模型,分析静电吸附力模型结构参数对静电吸附力的影响规律,并得出结论：1)静电吸附力和电极上施加电压的平方成正比;2)织物密度越大,产生的静电吸附力越大;3)绝缘层介电常数越大,静电吸附力越大;绝缘层厚度越大,静电吸附力越小;4)随着极板占空比及电极间距的增大,静电吸附力均呈先增大后减小的趋势。     

喷嘴参数对喷气涡流纺内流场特性的影响研究

为明确喷气涡流纺纱的纺纱机理,研究喷嘴中喷孔数量、喷孔倾角和供气压力对喷气涡流纺内流场的影响情况,文章采用Fluent软件进行喷气涡流纺的内流场模拟分析.通过结果对比分析发现:喷孔数量和供气压力对喷嘴内流场的气流旋转运动影响较为显著,随着喷孔数量和供气压力的增加,喷嘴内气流的旋转运动显著增强,对纱线自由端纤维的加捻效果...     

洛伦兹力磁悬浮织针驱动器设计与仿真

为解决织针三角驱动中存在摩擦、冲击等问题,并避免引入电磁力非线性影响,设计了一种基于洛伦兹力的磁悬浮织针驱动器。首先提出了驱动原理并推导了数学模型,利用ANSYS软件进行电磁有限元分析;然后设计了执行调节(PID)控制器并在MatLab/Simulink中进行控制系统仿真,最后搭建了实物平台进行实验。结果表明:驱动器工作区域磁场均匀稳定,电磁力满足驱动要求;织针轨迹与预期吻合,仿真误差在±3.5 μm之间;织针可以达到集圈高度,且响应迅速、平稳无振荡,测试误差在±10 μm之间。洛伦兹力磁悬浮织针驱动器可以消除织针运动中摩擦、振动和冲击,并且与磁阻力磁悬浮织针驱动器相比控制系统简单、线性度好,控制精度可达到微米级。     

基于混合粒子群算法的圆柱型电磁铁优化设计

为了解决当电磁铁外型相同如何使电磁力最大的问题,将现有电磁铁设计思路应用到圆柱型电磁铁设计中,并采用改进的混合粒子群方法优化电磁铁内部结构参数。运用等效磁路法推导出电磁铁数学模型,并通过Maxwell有限元仿真对比验证准确性,然后采用单目标优化方法,得到影响电磁力的参数,最后采用改进的粒子群算法进行多目标优化,得到优化后的参数值。得到的几组优化数据表明：多目标优化方法得到的有效工作区域电磁力更大,仿真结果表明优化后的电磁力综合提高20%,证明优化方法有效。     

基于离散逆Preisach模型的磁悬浮系统非线性补偿研究

磁悬浮平台控制中,电磁铁铁芯材料的磁滞特性会很大程度影响控制精度,补偿磁滞特性是磁悬浮精密控制系统中必不可少的一部分,为了实现对磁悬浮精密控制系统中磁滞非线性的补偿,课题组使用离散逆Preisach模型构造了一个补偿器。首先建立了离散逆Preisach模型,再依据磁滞补偿原理,构造补偿器;根据逆模型的曲线形状,建立了基于双曲正切的分布函数验证离散逆Preisach模型构造的合理性;最后使用非负最小二乘法辨识模型。结果表明离散逆Preisasch模型描述电磁铁逆磁滞回线的最大误差为0.3%。所构造的补偿器具有良好的补偿效果,为磁悬浮系统的磁滞补偿提供了一种可行方案。     

基于Kalman滤波算法的姿态传感器信号融合技术研究

针对应用三轴陀螺仪和三轴加速度传感器的四旋翼飞行器姿态角测量问题,提出了基于Kalman滤波算法的姿态传感器信号融合方法。该方法将陀螺仪输出的角速度误差作为时变误差处理,认为陀螺仪输出的角速度误差与其所测角速度及上一时刻的角速度输出误差相关,并据此建立陀螺仪测量线性方程,在此基础上,应用Kalman滤波算法,以加速度计输出的姿态角对陀螺仪测量的姿态角进行修正,从而达到姿态角准确测量的目的。实验结果表明：应用Kalman滤波算法对加速度传感器和陀螺仪信号融合后可有效消除姿态角测量累积误差并显著改善姿态角测量的动态特性。