數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)慣量識別及控制器參數(shù)校準(zhǔn)研究.pdf

1、數(shù)控機(jī)床以自動化程度高、柔性好、加工精度高等優(yōu)點在現(xiàn)代制造業(yè)特別是復(fù)雜零件加工中得到廣泛應(yīng)用，并得到迅速的發(fā)展和普及。數(shù)控機(jī)床的加工精度是衡量數(shù)控機(jī)床工作性能的重要指標(biāo)，體現(xiàn)著機(jī)械制造業(yè)的制造能力和發(fā)展水平，也是整個國家科技和工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。而數(shù)控機(jī)床的加工精度在很大程度上取決于其伺服進(jìn)給系統(tǒng)的精度。永磁同步電動機(jī)(PMSM)以其體積小、效率高、可靠性好以及對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點，在各種高性能的數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中得到了廣

2、泛應(yīng)用。 永磁同步電動機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)受機(jī)械參數(shù)變化影響較大，若不及時對其控制器進(jìn)行調(diào)整，會使控制系統(tǒng)性能變壞，甚至不穩(wěn)定等一系列問題。這里的機(jī)械參數(shù)主要是指系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量(包括電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量和負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩兩部分。 本文采用計算機(jī)仿真的方式對永磁同步電動機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了研究。首先，介紹了永磁同步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型和永磁同步電動機(jī)的矢量控制原理，確立了i<,d>=0的轉(zhuǎn)子磁場定向的電流、速度雙閉環(huán)的矢量控制

3、方案。接著，按照工程上通常采用的方法把系統(tǒng)的電流環(huán)校正成典型Ⅰ型系統(tǒng)，根據(jù)部分模型匹配法設(shè)計了系統(tǒng)的速度控制器。然后，采用離散的模型參考自適應(yīng)辨識算法和帶有遺忘因子的遞推最小二乘法兩種方法在線辨識了系統(tǒng)的慣量，用辨識得到的慣量對系統(tǒng)的速度控制器進(jìn)行在線校正研究，仿真結(jié)果表明該伺服系統(tǒng)在本身的參數(shù)變化較大時，仍然具有良好的動靜態(tài)性能。負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化對系統(tǒng)性能的影響也非常明顯，需要在線進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償。但負(fù)載轉(zhuǎn)矩同轉(zhuǎn)動慣量一樣，也是一個很難直接