數(shù)控加工中心龍門磁懸浮系統(tǒng)耦合分析及控制研究-結(jié)論與展望
第六章結(jié)論與展望精工加工中心龍門移動(dòng)式精工機(jī)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(dòng)橫梁與導(dǎo)軌之間的摩擦。因此將磁懸浮技術(shù)應(yīng)用到精工龍 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(duì)環(huán)境不會(huì)造成污 染。由于移動(dòng)橫梁是由兩個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)共同懸浮，因此兩個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)被機(jī)械橫 梁耦合在了一起。本文對(duì)雙電磁懸浮系統(tǒng)的耦合情況進(jìn)行了分析，并且對(duì)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(gè)電磁懸浮系統(tǒng)存在耦合，因此本文首先對(duì)雙電磁懸浮系統(tǒng)的耦合情 況進(jìn)行了分析。通過一系列公式的理論推導(dǎo)得出了機(jī)械橫梁豎直方向移動(dòng)和繞質(zhì)心旋 轉(zhuǎn)時(shí)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(jī)械耦合的強(qiáng) 迫協(xié)調(diào)性可以用來提高兩個(gè)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(jì)了速 度、氣隙雙重交叉耦合同步控制器提高兩個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)的同步性能。仿真結(jié)果表明 當(dāng)一個(gè)懸浮系統(tǒng)受到500N脈沖干擾時(shí)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(shí)兩個(gè)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(duì)雙懸浮系統(tǒng)進(jìn)行了解耦控制器 設(shè)計(jì)。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(jī)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(gè)懸浮系統(tǒng)受到干擾懸浮氣隙發(fā)生變化時(shí)，另外一個(gè)懸浮系 統(tǒng)的懸浮氣隙不在發(fā)生變化，因此實(shí)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(jì)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(gè)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(dá)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(shí)間的原因龍門精工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(duì)移動(dòng)橫梁垂直方向的耦合情況進(jìn)行了分析，而沒有同時(shí)對(duì)水平方向 由于直線電機(jī)導(dǎo)向單元不同步造成的耦合情況進(jìn)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(jì)以及解耦后獨(dú)立系統(tǒng)設(shè)計(jì)更先進(jìn)的控制器來改善懸 浮系統(tǒng)的魯棒性等方面進(jìn)行更深入的研究。本文采摘自“精工加工中心龍門磁懸浮系統(tǒng)耦合分析及控制研究”，因?yàn)榫庉嬂щy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！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！