龙门移动式双驱进给系统定位误差补偿方法

针对双驱进给系统结构的特性,提出了双轴定位误差建模与补偿方法.分析影响双驱进给系统定位精度的误差来源,建立基于双轴误差数据的龙门移动式双驱进给系统的速度-位置定位误差预测模型.采用开放式数控系统,提出基于交叉耦合的双驱进给系统定位误差补偿方法.在误差补偿过程中考虑双轴动态耦合特性与同步误差和单轴跟随误差耦合作用对误差补偿的影响,并进行误差补偿实验验证.实验结果表明所提出的误差补偿方法提高了龙门移动式双驱进给系统的定位精度和同步精度.     

非对称柔性支撑龙门双驱平台的解耦与同步控制

针对采用非对称柔性支撑结构的龙门双驱运动平台，提出基于模型补偿扩张状态观测器的解耦与同步控制策略.考虑柔性支撑结构特点和负载加速度对龙门平动、转动模态的影响，采用拉格朗日方程建立了龙门动力学模型.依据该模型设计平动和转动控制回路并采用带有已知耦合项补偿的扩张状态观测器，估计并抑制由建模误差和未知耦合项等因素组成的总扰动.试验结果表明，该控制框架与解耦策略能有效解除双驱动轴间的动态耦合并抑制扰动，显著提升龙门试验台的动态响应和同步精度，且具有部署简单、所需测量模型参数少等优点.     

无初压差气缸动特性数字仿真和摩擦力计算

本文建立了描述无初始压差驱动形式下双作用气缸动特性的数学模型,并就气缸活塞摩擦力计算的问题进行了探讨.利用数字计算机对气缸动特性作了仿真计算.最后通过实验对仿真结果进行了验证.     

三维光盘存储系统中双光头同步控制的频域分析与辨识

详细介绍了双光头同步控制原理.对采集的伺服模块聚焦误差跟踪信号及共焦模块读写光头的聚焦线圈驱动信号进行了频域分析,并以此两路信号作为系统输入输出,分别对三种参数模型进行参数优化.根据3种模型的频率响应及阶跃响应,选择双光头同步控制过程的参数模型为[450]阶的ARX模型.实测曲线与模型仿真结果符合度(fit)为78.0259%.     

盾构机回转驱动系统建模及同步控制方法

为从机械力学和电机同步控制的角度进行盾构机回转驱动系统的研究,根据盾构机的工作原理和机械结构,采用等效质量法建立盾构机回转驱动系统的动力学模型,分析刀盘回转载荷,根据盾构机刀盘回转液压系统,建立变量泵的流量方程、连续方程以及马达和负载的力矩平衡方程,构建数学模型,得到控制系统提供传递函数,最终建立了机电液的耦合模型,考虑机电液系统对同步性能的影响.结合了耦合补偿原理以及共同设定控制思路,使用环形耦合多马达同步控制策略,综合考虑单个马达相对于设定马达位移的跟踪误差和相邻马达之间的同步误差.使用变论域方法建立基于变论域模糊PID的多马达同步控制的误差补偿控制算法.通过对比实验研究表明,建立的控制模型相比不考虑机电液系统耦合模型的控制模型作用下,具有更低的同步误差和跟踪误差.     

基于结合面的机床摄动分析及优化设计

从简单结构的动力学本构出发,采用撮动理论对基于结合面的机床整机动力学特性进行了分析,指出了结合面的参数变化对整体质量、刚度和阻尼矩阵的影响.通过对比摄动前后刚度和阻尼矩阵的变化,阐述了在整体刚度矩阵摄动下机床动态性能的变化规律,并对动梁式龙门机床进行了特征值的灵敏度分析和定量化动态优化设计,指出了4个结合面刚度对机床固有频率的影响程度,获得了将机床第1阶固有频率从29 Hz提高到35 Hz所需的导轨结合面的确定刚度值.有限元仿真结果表明,特征值一阶摄动法的误差在5%以内,从而为机床结合面的定量化设计提供了理论依据.     

风电叶片两点疲劳试验系统激振器加载控制

基于电驱动惯性式激振装置,构建了一种风电叶片两点激振疲劳试验系统,并提出了虚拟主令同步控制算法.以PID算法设计误差补偿器,利用李雅普诺夫函数证明虚拟主令同步控制算法的稳定性,并建立控制仿真模型,数值仿真分析虚拟主令同步控制算法的收敛性及鲁棒性.最后,试验验证了耦合下虚拟主令同步控制算法的有效性.结果表明:虚拟主令同步控制算法能使激振器快速跟随,激振器之间相位差的波动很小,叶片振幅稳定,实现了风电叶片的平稳有效加载.     

单质体非线性系统基于趋近律的谐振控制同步分析

基于单质体双激振源非线性振动机械的机电耦合动力学模型,构造了双激振电机的转速差、相位差状态空间方程,提出了双激振电机基于滑模趋近律的谐振控制同步策略.针对该类非线性振动机械的谐振同步特性——对外干扰的敏感性,引入卡尔曼滤波器,建立了双激振电机基于卡尔曼滤波器的滑模趋近律谐振同步控制方案.通过仿真实验数据分析,验证了文中建立的谐振同步控制策略对该类振动机械同步运动控制的有效性,可使双激振电机获得满意的谐振同步运动效果.     

动龙门石材数控加工中心双轴同步驱动控制技术研究

目的研究双轴同步控制系统动态模型和误差补偿算法,降低双轴同步误差,提高机床加工精度,延长机床零部件使用寿命.方法利用i_d=0的PMSM矢量控制方法对电流环进行设计并应用工程设计法依次设计出速度环和位置环.在分析双轴控制系统模型的基础上,提出了在偏差耦合控制方式下,采用模糊PID控制算法对偏差进行补偿调节的控制方案,并与常规PID算法进行比较.在Matlab/Simulink环境下建立了双轴控制系统的数学模型,并对两种算法分别进行仿真.以异型石材车铣复合加工中心(HTM50200)作为实验平台进行实验,测量进给轴在两种控制方式下的单轴跟踪误差和双轴同步误差.结果实验结果表明,相比常规PID,在模糊PID算法控制下X_1,X_2轴的单轴定位精度分别提高了87%和80%,双轴同步误差由0.01 mm降为0.003 4 mm,笔者提供的控制方案有较好的控制效果.结论与采用常规PID算法相比,采用模糊PID控制算法的偏差耦合系统具有更好的同步控制精度,鲁棒性更强.     

双马达驱动电液位置伺服系统的同步控制

分析了双马达同步驱动的电液位置伺服系统中，两马达间的耦合机理以及同步误差的影响因素，提出了动态特性一致性校正和同步误差比例微分校正的同步控制方案，研究表明，本控制方案可以保证两马达同步运动，改善系统的动态品质。     

数控机床定位误差的软件补偿

提出了基于“华工I型”数控系统数控机床的定位的软件补偿方法,该方法克服了等间距定位误差补偿的缺点,使定位误差补偿的位置可随机设定,建立了数控机床定位误差软件补偿的数学模型,在XK713加工中心上进行了补偿实验表明,采用本补偿方法能使机床的定位误差减小70%汉上。     

轨迹误差建模的多轴联动机床轮廓误差补偿技术

为了提高数控机床多轴联动加工精度,减小由传动机构和运动部件质量、刚度、阻尼及摩擦等因素造成的轮廓误差,针对交叉耦合控制参数难以选择及容易使系统不稳定的问题,提出了一种针对多轴联动机床进行运动轨迹误差建模和补偿的方法.该方法通过测量机床的典型实际联动轨迹,来建立轮廓误差模型,实现了加工过程轮廓误差的实时估算和补偿.通过对x、y轴工作台的联动轮廓误差建模和补偿实验,证明此方法可以显著减小圆弧及曲率连续变化曲线轨迹的加工误差,从而提高了在高速条件下的数控机床多轴联动的加工精度.     

Rapid Evaluation for Feed-axis Lubrication Condition Based on Soft Sensor

Stribeck effect is regarded as the most important feed-axis friction characteristics. According to the relationship between friction and lubrication,a rapid technology for feed-axis lubrication condition evaluation of computer numerical control( CNC) machine tools based on soft sensor is proposed. To obtain its state information,the static friction force,Coulomb friction force,and viscous coefficient are used as the key parameters of the soft sensor for tread analysis. Then the various amplitude and velocity triangular wave test curve, and a precise nonlinear model identification method are presented. The results of the experiments analysis show that this method is feasible and reliable for evaluating feed-axis lubrication condition,which lays the foundation for on-line condition monitoring and reliability evaluation for feed-axis lubrication of machine tools.     

数控机床补偿误差的激光干涉仪识别技术

提出了基于数控机床的空间误差模型,用激光干涉仪测量机床工作空间中的对角线位移误差来识别机床空间误差的方法,解决了机床垂直轴roll误差的测量难题。结果表明所提出的方法测量精度高,缩短了测量时间,减少了对光学器件的需求量。     

CNC机床进给伺服系统的解耦新方法

用广义阻抗法分析了数控机床进给伺服系统内部的机械耦合关系,提出一种用机械状态反馈实现解耦的新方法,它为数控机床的高性能控制创造了良好的条件。文中还提出,综合应用前馈和解耦机电一体化技术,能提高CNC数控机床的精度。     

机床结合部耦合动刚度的辨识与建模

针对结合部动力学中耦合动刚度的辨识与建模问题,通过频响矩阵建立了结合部动力学理论模型,基于力学平衡条件与位移兼容条件推导了动刚度辨识公式.辨识过程中将难测频响矩阵作为中间变量,避免了估算难测频响所引入的方程误差,构建了包含辨识关系的矛盾方程.通过广义逆矩阵对动刚度进行等效处理,讨论了刚度信息之间的耦合关系,提出了结合部耦合动刚度的建模方法,建立了刚度信息不同程度耦合的动力学模型.最后,基于LMS试验平台进行了现场试验,获得了良好的试验效果,证明了该方法的可行性.对比分析了不同动力学模型的预测效果,结果表明:结合部动刚度耦合关系对动力学模型的低频预测性能影响显著,动力学建模时考虑刚度信息的耦合关系是必要的.     

X-Y工作台摩擦误差补偿方法的研究

为了降低摩擦造成的数控机床轮廓的误差,以X-Y平台为研究对象,采用数学推导、仿真和实验等方法,对摩擦误差的产生机理和补偿方法进行了研究.从瞬态响应的视角揭示了摩擦误差的产生机理,提出的数学方法能精确计算出摩擦误差出现的时机、持续时间,以及由摩擦产生的最大跟随误差.同时,提出了一种基于双脉冲补偿方波的误差补偿方法,可利用数学推导来确定补偿脉冲的参数(脉冲高度、宽度、起始位置),通过在位置指令中加入补偿脉冲可使工作台尽快脱离工作死区,快速逼近理想轨迹.数值仿真和实验结果表明,该方法将摩擦产生的突起误差高度由15μm降低为2μm,达到了较理想的误差补偿效果.     

数控机床平面误差场的接力测量法

分析了数控机床几何误差的固有特性,提出一种使用较小范围测量仪器获得整个机床平面误差场信息的方法——接力测量法.该方法以距离机床坐标原点较近的点（该点的误差直接通过测量仪器获得）为基点,从而获得离机床坐标原点较远位置点的误差,依此类推,最终获得整个机床平面上位置点的误差信息.给出了接力测量的法则,对平面误差场中任意一点的误差,应以最少的接力次数获得,接力测量次数相同时,测量路径对测量结果影响不大.试验结果表明,在数控机床反向间隙补偿后,由接力测量产生的误差对测量结果影响很小,接力测量法具有较高的测量精度,且操作方便,能够用来进行平面误差场的标定.     

一维检具确定三座标测量机测量不确定度的实验研究

现行的三座标测量机的测量不确定度的标定方法主要有两种:按各单轴示值误差标定法和直接给出三维空间示值误差法。对应于这两种标定方法就有两种不同的测量检定方法。本实验研究采用步距规和双球棒等一维检具对一台三座标测量机进行了各单项误差测量检查和空间误差测量检查,并对这两种测量检查的方法和结果进行了比较。实验表明:用这种简单的一维检具对测量机各单项误差进行测量以确定测量不确定度时能获得满意的效果,而用一维检具通过测量空间误差来确定三座标测量机的测量不确定度并不是一种完善的方法。如果用作确定空间误差的检具是一维检具,测量机的标定应采用各单轴示值误差标定法,为提高检定效率而进行的标定应以点位误差标定为好。     

基于微量润滑的机床再制造清洁化提升方法

针对我国机床加工过程中仍大量使用切削液、整体清洁化程度不高的问题,提出了一种基于微量润滑的机床再制造清洁化提升方法;方法基于微量润滑技术对老旧机床实施再制造清洁化提升,包括老旧机床绿色化问题及污染源分析、再制造清洁化提升可行性分析、微量润滑装置的选用及设计(包括机械管路系统设计、电气控制系统设计两个部分)、机床结构匹配与再设计等过程;某齿轮加工机床的应用案例表明:采用微量润滑技术,可有效提升老旧机床的清洁化水平,经济及环境效益显著。