电主轴定子电阻混合智能辨识方法

目的研究不同工况下电主轴定子电阻变化规律,找寻有效的定予电阻辨识方法,提高电主轴直接转矩控制（DTC）系统性能和定子电阻辨识精度．方法实验检测电主轴不同工况下定子电阻,分析影响定子电阻的主要因素,将影响定子电阻变化的变量作为辨识系统的输入,建立人工神经元网络（ANN）与案例推理（CBR）联合组成的混合式智能定子电阻辨识的模型．结果单纯地通过人工神经元网络方法对定子电阻进行辨识,辨识的误差可以达到±0．005Q;利用案例推理技术对神经元网络的辨识结果进行修正后,定子电阻辨识的误差减小到±0．002n．结论基于神经元网络及案例推理相结合的定子电阻辨识方法与单纯的神经元网络辨识相比,可将定子电阻辨识精度提高60％,将辨识以后的定子电阻导入到电主轴直接转矩控制系统中,大大地提高了系统的控制性能．     

基于全阶磁链观测器下电主轴直接转矩控制系统的仿真

目的研究电主轴全速范围内直接转矩控制系统的性能,提高电主轴定子磁链观测精度．方法在定子静止坐标系下电主轴数学模型的基础上,采用定子全阶磁链观测器观测定子磁链,建立电主轴直接转矩控制系统．对电主轴状态值和测量值之间偏差进行反馈校正,并把反馈校正项与估计磁链的电主轴数学模型结合起来,建立含有闭环状态估计的误差补偿器的全阶磁链观测器;利用Matlab／Simulink构建全阶磁链观测器,对构建的模型进行仿真,得到定子磁链的仿真波形．结果全阶磁链观测器下直接转矩控制系统取得了比较优异的特性曲线。对于转速和转矩控制具有较高的控制精度．结论全阶磁链观测器在电主轴直接转矩控制系统中动态性能反映良好,采用极点配置方法确定的全阶磁链观测器模型有效地减少了运行过程中温度、频率和磁路等因素所造成的影响．     

一种改进的马氏距离相对变换主元分析方法及其故障检测应用

目前, 主元分析方法(PCA)在数据处理、模式识别、过程监测等领域得到了越来越广泛的应用, 但仍存在部分关键问题亟待解决. 本文为了提高PCA方法的故障检测性能, 进行了一系列的改进, 首先, 本文引入相对变换的概念, 使用马氏距离相对变换直接消除量纲, 通过理论推导证明了马氏距离相对变换可以对数据不进行标准化直接进行数据变换, 而且给出了在相对空间内数据进行PCA变换的合理解释, 表明了基于马氏距离相对变换的PCA故障检测方法可以有效的消除变量量纲对数据的影响, 提高数据的可分性. 其次, 改进了SPE监控指标, 提出一种基于马氏距离的平方预测误差指标, 更有效地实现对工业过程的故障检测. 最后, 将两种改进方法相结合, 提出改进的马氏距离相对变换PCA故障检测方法, 并以轧钢过程活套系统为背景, 实际数据仿真结果表明: 与PCA以及其它改进方法相比, 本文提出的方法具有更好的故障检测性能和实时性, 能准确、有效地检测出活套故障.     

基于PMAC-PC的精密加工系统的设计与实现

介绍了应用PMAC(Programmable Multi—Axis Controller)-PC作为核心控制器，设计集成了一套新型精密加工系统。研究了直线电机的伺服控制技术和电主轴的设计制造等问题。结合直线电机的微量往复进给运动和电主轴的高速性能，实现了对椭圆零件的高速精密加工。为推动高速高精度数控机床制造技术的发展打下基础。     

冷却水道宽度对陶瓷电主轴温升的影响研究

为了优化电主轴冷却系统,寻找环形冷却水道的最佳宽度,对170SD30-SY陶瓷电主轴实物进行了研究,以耦合传热数值计算理论为基础,利用软件ANSYS CFX对电主轴水冷系统中的流体流动和温度分布进行三维仿真计算,分析了具有环形冷却水道的电主轴冷却系统中,不同的冷却水道宽度对电主轴温度的影响。对比了水套与冷却水的温度与冷却水道宽度的关系。研究表明:冷却水入口速度一定时,随着冷却水道宽度的增加,冷却水流动走向由双向变为单向,电主轴温度先降低后升高;当水道内径为136mm时,冷却水道设计的最佳宽度为4mm。     

高速电主轴油气润滑流场仿真分析

利用三维软件Solidworks对电主轴进行建模,研究在不同转速下油气润滑流体流经电主轴时的速度场分布情况;分析电主轴转速、电主轴定转子间隙对润滑流场的影响。结果表明:随着电主轴转速增加,润滑流体流出电主轴的速度不断增大,当转速超过一定值后润滑流体流场变化剧烈,且出口处流场的最大速度区域出现位置一般呈90°夹角分布;流体流经定转子间隙时,速度场在轴向上呈现先增加后减小的趋势,在径向上呈现由转子表面向定子表面递减的趋势;通过增加出口长度的方法,可以提高回流现象出现的临界转速。     

滚动轴承腔内气液固三相流场数值模拟

为了研究高速轴承内气液固三相流动状态,基于VOF模型和DPM模型,建立三维轴承腔多相流模型,在考虑接触角及石墨烯含量的条件下,分析不同进气速度、转速下轴承腔内液固两相分布状态。结果表明：轴承外圈滚道润滑油膜形成与转速和进气速度有关;不同工况下,进入轴承腔内的石墨烯数量不同,随着转速的提高,石墨烯在轴承腔内沿周向的扩散速度加快,进气速度的提高使得石墨烯沿轴向扩散的速度增加。在转速为9 000 r/min时,润滑油易生成较为均匀的润滑油膜。     

平行四杆机构搬运机器人的设计与分析

对物流搬运方式进行了研究,在分析了传统AGV特点后,提出了一种利用平行四杆机构实现前后双向抓取、摆放动作的搬运机器人。首先,从整体角度描述机器人的机电结构,研究主要部件如螺杆丝杠、平行连杆、蜗轮蜗杆等的设计与特性;基于力学原理建立了搬运机器人起重部件的静力学模型,以弹簧为关键零件,采用全局搜索算法对其优选,显著降低抬升所需的最大输出扭矩,在分析中得出最大扭矩,由此进行减速器的设计;最后,基于静力学模型的受力分析结果,利用有限元分析方法对杆件进行了模拟仿真,获得应力和变形的分布情况。实验表明,结果满足预期设计的性能指标要求,并为进一步优化提供支持。     

数控机床高速主轴温升与热变形实验研究

电主轴温升引起的热变形是影响数控机床加工精度的重要原因之一。为了研究高速电主轴热变形变化规律,搭建了高速电主轴温升与热变形测试实验平台,采用主轴动态误差分析仪同时测量150MD24Z7.5型电主轴在X、Y、Z轴方向的热变形量及不同位置的温升变化。结果表明,主轴轴向(Z向)的热变形量最大,在转速为4000r/min、6000r/min、8000r/min、10000r/min条件下,主轴的轴向热变形分别达到73.1、79.3、74.5、75.1;且主轴轴端温升趋势与轴向热变形趋势一致。论文的实验结果,为主轴热变形实现智能预测及主动控制提供了准确的数据支撑。