開式液體靜壓導軌油膜厚度控制方案的研究.pdf

1、由于具有高剛度、高精度、低磨損等技術優(yōu)勢，液體靜壓導軌被廣泛應用于數(shù)控機床領域。液體靜壓導軌的剛度、承載能力及其工作性能主要取決于導軌的油膜厚度；確保導軌油膜厚度始終處于最優(yōu)值對于保證液體靜壓導軌性能是十分必要的。現(xiàn)有的液體靜壓導軌采用定量式供油系統(tǒng)，其供油系統(tǒng)不具有油膜厚度的調(diào)節(jié)能力；在工作過程中，導軌間的油膜厚度隨承載的變化而變化，有時甚至超出了規(guī)定的范圍，這不僅降低了油膜剛度和承載能力，同時也降低了數(shù)控機床的加工精度和加工范圍。因

2、此，有必要對現(xiàn)有的液體靜壓導軌供油系統(tǒng)進行改進，并采用相應的控制方案來提高液體靜壓導軌的剛度和承載能力。 本文在分析現(xiàn)有供油系統(tǒng)和矢量變頻調(diào)速技術特征的基礎上，給出了基于矢量變頻調(diào)速技術的異步電動機數(shù)學模型，提出了由變頻器、異步電動機、定量泵構成的開式液體靜壓導軌改進型供油系統(tǒng)，推導了其數(shù)學模型。由于采用變頻器控制異步電動機轉(zhuǎn)速，因此該系統(tǒng)可以在工作過程中調(diào)節(jié)定量泵的流量，從而調(diào)整液體靜壓導軌的油膜厚度，使其在工作過程中趨于恒定

3、。 本文針對在工作過程中油膜厚度隨載荷變化的現(xiàn)象，在改進型供油系統(tǒng)中添加了控制器環(huán)節(jié)，提出了開環(huán)控制方案和閉環(huán)控制方案；給出了相應的控制環(huán)節(jié)計算流程和各功能環(huán)節(jié)的實現(xiàn)流程；并對這兩種控制方案進行了軟件仿真，分析了這兩種控制方案的油膜厚度調(diào)節(jié)性能。 由于，基于閉環(huán)控制的改進型供油系統(tǒng)對油膜厚度的調(diào)節(jié)將出現(xiàn)滯后現(xiàn)象；因此，為了解決調(diào)節(jié)滯后現(xiàn)象，本文提出了基于匹配算法的改進型閉環(huán)控制方案，給出了該方案的控制流程，有效地解決了批