基于壓電陶瓷高速電主軸振動(dòng)主動(dòng)控制研究.pdf

1、高速加工技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊，因?yàn)樗梢运偬岣呱a(chǎn)效率、縮短產(chǎn)品周期、降低生產(chǎn)成本和提高加工精度，是現(xiàn)代裝備制造業(yè)高速、高效、高精度發(fā)展的大趨勢。在超精密機(jī)床加工中，振動(dòng)是影響加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，必須予以重視。高速電主軸應(yīng)用到高速機(jī)床在切削過程中始終伴有振動(dòng)，振動(dòng)小的工況下影響加工質(zhì)量，振動(dòng)大的工況下影響刀具和主軸的壽命，因此對(duì)于高速主軸的振動(dòng)抑制，提高機(jī)床加工精度，對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量的提升有著重要的意義。
　　 高速電主軸

2、本身是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)，本文基于疊層式壓電陶瓷作動(dòng)器(PZT)主動(dòng)控制研究的主要內(nèi)容包括壓電陶瓷特性、軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和控制策略的。具體的研究工作包括：
　　 由于PZT作動(dòng)器具有體積小、響應(yīng)快、位移量大及精度高等優(yōu)點(diǎn)，本文優(yōu)先選擇用疊層式壓電陶瓷作動(dòng)器作為振動(dòng)主動(dòng)控制的執(zhí)行元件。執(zhí)行器性能的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的控制效果，因此首先對(duì)疊層式壓電陶瓷做了相關(guān)原理性的介紹，之后主要針對(duì)其輸出特性做了實(shí)驗(yàn)測試裝置，并對(duì)實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行整

3、理，繪制相應(yīng)的曲線圖，對(duì)壓電陶瓷本身的遲滯現(xiàn)象做了說明，就其遲滯建模、各階滯回曲線關(guān)系做了分析。
　　 針對(duì)整個(gè)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，采用有限元方法劃分了節(jié)點(diǎn)和單元，根據(jù)有限元法計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量和剛度，并組集成整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度矩陣，計(jì)算了節(jié)點(diǎn)上的離心力。根據(jù)上述建立的軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，寫出系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程，確定系統(tǒng)的系數(shù)矩陣A，輸入矩陣B，輸出矩陣C。采用狀態(tài)反饋控制，通過matlab計(jì)算反饋矩陣，分析系統(tǒng)響應(yīng)。