數(shù)控加工中心龍門移動式數(shù)控機床已成為當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)重要的設(shè)備之一,制約其 加工精度的主要因素為移動橫梁與導(dǎo)軌之間的摩擦。因此將磁懸浮技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控龍 門加工中心上可以完全消除摩擦的影響從而提高加工精度,而且對環(huán)境不會造成污 染。由于移動橫梁是由兩個電磁懸浮系統(tǒng)共同懸浮,因此兩個電磁懸浮系統(tǒng)被機械橫 梁耦合在了一起。本文對雙電磁懸浮系統(tǒng)的耦合情況進行了分析,并且對單電磁懸浮 系統(tǒng)的控制算法也做了一些研究,得到以下結(jié)論:
(1) 由于兩個電磁懸浮系統(tǒng)存在耦合,因此本文首先對雙電磁懸浮系統(tǒng)的耦合情 況進行了分析。通過一系列公式的理論推導(dǎo)得出了機械橫梁豎直方向移動和繞質(zhì)心旋 轉(zhuǎn)時雙電磁懸浮系統(tǒng)耦合的定量關(guān)系。耦合的存在并不是完全有害的,機械耦合的強 迫協(xié)調(diào)性可以用來提高兩個電磁懸浮系統(tǒng)的同步性能。在利用耦合的基礎(chǔ)上設(shè)計了速 度、氣隙雙重交叉耦合同步控制器提高兩個電磁懸浮系統(tǒng)的同步性能。仿真結(jié)果表明 當(dāng)一個懸浮系統(tǒng)受到500N脈沖干擾時采用交叉耦合控制器系統(tǒng)的同步偏差明顯小于 沒有采用該控制策略的系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)受到500N的階躍和周期干擾時兩個懸浮系統(tǒng)同 樣具有良好的同步性能。
(2) 由于系統(tǒng)耦合的存在,從解耦的角度出發(fā),對雙懸浮系統(tǒng)進行了解耦控制器 設(shè)計。本文采用了逆系統(tǒng)解耦的方法。由于電磁懸浮系統(tǒng)是典型的非線性系統(tǒng),因此 很難推算出電磁懸浮系統(tǒng)的a階逆系統(tǒng)。為了解決這一問題利用支持向量機的非線性 回歸功能擬合出了雙電磁懸浮系統(tǒng)的a階逆系統(tǒng)。將逆系統(tǒng)串聯(lián)在雙懸浮系統(tǒng)前將其 解耦。仿真結(jié)果表明當(dāng)一個懸浮系統(tǒng)受到干擾懸浮氣隙發(fā)生變化時,另外一個懸浮系 統(tǒng)的懸浮氣隙不在發(fā)生變化,因此實現(xiàn)了雙電磁懸浮系統(tǒng)的解耦目的。
(3) 為了提高解耦后單電磁懸浮系統(tǒng)的性能,根據(jù)無源控制理論本文設(shè)計了無源 控制器。首先建立懸浮系統(tǒng)的磁鏈模型,然后建立哈密爾頓函數(shù),通過互聯(lián)陣和能耗 陣的配置將懸浮系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為無源系統(tǒng),從而建立了新的哈密爾頓函數(shù)。通過3個約束 條件求解哈密爾頓偏微分方程推出無源控制器的表達式。仿真結(jié)果表明無源控制相比于PID控制和模糊控制PID無源控制使得電磁懸浮系統(tǒng)的具有了較好的快速性和魯 棒性。
由于時間的原因龍門數(shù)控加工中心雙電磁懸浮系統(tǒng)的耦合分析還有許多問題有 待解決。本文只對移動橫梁垂直方向的耦合情況進行了分析,而沒有同時對水平方向 由于直線電機導(dǎo)向單元不同步造成的耦合情況進行分析。今后可以在建立雙電磁懸浮 系統(tǒng)全新耦合模型、解耦算法設(shè)計以及解耦后獨立系統(tǒng)設(shè)計更先進的控制器來改善懸 浮系統(tǒng)的魯棒性等方面進行更深入的研究。
本文采摘自“數(shù)控加工中心龍門磁懸浮系統(tǒng)耦合分析及控制研究”,因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示,有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章!本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考,轉(zhuǎn)載請注明!
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實例,分析工藝難點與加工可行性,指出該模型的加工難點是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過設(shè)計新的工藝方案解決加工難點,完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個典型案例,對于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導(dǎo)作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!本文摘要:通過對混聯(lián)五軸加工中心自適應(yīng)深度學(xué)習(xí)控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機 床 的 運 動 學(xué) … [了解更多]
2024-11
在機測量技術(shù)由于其成本低、檢測效率高、無需二次裝夾等優(yōu)勢被廣泛用于零件加工測量當(dāng)中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時又兼具測量功能。在機測量系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號接收器、機床整個本體,軟件部分由機床控制系統(tǒng)、測量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機床性能和產(chǎn)品質(zhì)量的主要難題,也是制約國家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對象,針對提升機床精度進行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機床這種精密機器精度不斷提高的同時,必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機影響因素在… [了解更多]