基于NNFFC的CNC加工中心進給驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)性能優(yōu)化
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：加工中心進給驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)性能對整體加工中心的加工質(zhì)量、加工效率具有重要影響，圍繞加工中心進給驅(qū)動的動態(tài)性能研究與優(yōu)化_直是國內(nèi)外相關(guān)研究的重點和難點。在加工中心進給驅(qū)動整體建模與動態(tài)性能研究方面，文獻i -2]通過解析法構(gòu)建加工中心進給軸分布-集中混合模型，研究不同進給率情況下的進給系統(tǒng)動態(tài)性能，在分析單個進給軸跟隨精度和誤差的基礎(chǔ)上，進一步實現(xiàn)運動合成,實現(xiàn)圓柱體切削加工下的三軸合成運動研究及加工中心整體動態(tài)性能評價。文獻H構(gòu)建了包含滾珠絲杠集中參數(shù)模型在內(nèi)的伺服控制系統(tǒng)仿真模型，對進給驅(qū)動系統(tǒng)電氣控制參數(shù)進行研究，并對該伺服系統(tǒng)動態(tài)性能進行優(yōu)化：文獻1-5]采用多體系統(tǒng)動力學建模軟件，通過與控制系統(tǒng)仿真軟件Mullah的數(shù)據(jù)交互接口建立滾珠絲杠副進給驅(qū)動系統(tǒng)機電聯(lián)合仿真平臺，借助動力學特性實驗平臺，通過控制算法仿真分析實現(xiàn)進給驅(qū)動動態(tài)性能的優(yōu)化。文獻H從理論分析和仿真的角度出發(fā),對伺服控制系統(tǒng)與機械系統(tǒng)進行集成建模,探究高速高加速度對進給系統(tǒng)機電耦合的影響，文獻H以某車銑復合加工中心進給軸模塊為研究對象,基于多剛體動力學構(gòu)建機械模塊的動力學模型,并通過與伺服控制系統(tǒng)的集成建模，對機械結(jié)構(gòu)與伺服控制系統(tǒng)共同作用下的加工中心整體進給驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)性能進行研究，并通過伺服控制參數(shù)整定對系統(tǒng)動態(tài)性能進行優(yōu)化。加工中心進給驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)性能的研究中為便于與伺服控制系統(tǒng)進行集成建模，多采用等效轉(zhuǎn)動慣量模型或多體動力學模型等對機械傳動環(huán)節(jié)進行建模，在考慮機械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性影響下的進給驅(qū)動系統(tǒng)整體動態(tài)性能研究與優(yōu)化方面尚存在不足部分學者通過不同的伺服控制策略與控制算法對進給驅(qū)動的動態(tài)性能進行優(yōu)化，但是僅通過一種控制策略或方法優(yōu)化提高進給驅(qū)動的動態(tài)性能易造成該算法或策略的復雜性過高，計算量大。此外，亦可通過伺服控制參數(shù)整定對進給驅(qū)動系統(tǒng)的整體動態(tài)性能進行優(yōu)化,依據(jù)整定方法的不同，可以將其分為基于近似模型解析的自整定方法和基于優(yōu)化規(guī)則的自整定方法,基于近似模型解析的自整定方法fe'15]通過整定規(guī)則解析推導確定伺服參數(shù)最優(yōu)值,該方法過程相對簡單，但因采用近似簡化，最終推導得出的伺服參數(shù)通常并非最優(yōu)取值，基于優(yōu)化規(guī)則的自整定方法[i|7]借助智能優(yōu)化搜索算法實現(xiàn)控制參數(shù)整定優(yōu)化，該方法計算成本相對較大，但優(yōu)化整定效果較好，由于級聯(lián)控制回路及其動態(tài)特性的非線性特征，該伺服控制參數(shù)的最優(yōu)取值并不固定，因此通過控制參數(shù)值優(yōu)化選取來實現(xiàn)進給驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)性能的最優(yōu)化具有_定的局限性針對前述問題，本文考慮機械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性對進給驅(qū)動系統(tǒng)整體動態(tài)性能的影響，首先構(gòu)建滾珠絲杠進給系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，在此基礎(chǔ)上，基于數(shù)字化模塊仿真，進_步實現(xiàn)與伺服控制系統(tǒng)的集成建模。在此基礎(chǔ)上，提出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)電流與速度前饋綜合控制（NNFFC)策略，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性與自適應(yīng)學習，綜合控制參數(shù)時變最優(yōu)參數(shù)組合自適應(yīng)調(diào)節(jié)與電流速度前饋，優(yōu)化滾珠絲杠進給驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能：1滾珠絲杠進給驅(qū)動系統(tǒng)集成建模與實驗滾珠絲杠進給驅(qū)動系統(tǒng)包含有伺服控制和滾珠絲杠進給系統(tǒng)（機械環(huán)節(jié)），伺服控制產(chǎn)生驅(qū)動輸入到滾珠絲杠進給系統(tǒng)（機械環(huán)節(jié)），在床身的支撐下，電動機旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)電動機軸、聯(lián)軸器、絲杠軸等，最終轉(zhuǎn)化為立柱（滑枕）等負載的平移運動。以往研究中為便于與伺服控制系統(tǒng)進行集成建模，多采用等效轉(zhuǎn)動慣量模型或多體動力學模型等對滾珠絲杠進給系統(tǒng)（機械環(huán)節(jié)）進行建模，在考慮機械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性影響下的進給驅(qū)動系統(tǒng)整體動態(tài)性能研究方面尚存在不足為實現(xiàn)與伺服控制系統(tǒng)的整體集成建模及整體動態(tài)特性優(yōu)化,考慮機械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性對進給驅(qū)動系統(tǒng)整體動態(tài)性能的影響，首先構(gòu)建滾珠絲杠進給系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，在此基礎(chǔ)上進一步構(gòu)建與伺服控制系統(tǒng)的集成模型。海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都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！結(jié)束語：(1) 考慮機械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性對進給驅(qū)動系統(tǒng)整體動態(tài)性能的影響，首先構(gòu)建滾珠絲杠進給系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，在此基礎(chǔ)上，基于數(shù)字化模塊仿真，進一步與伺服控制系統(tǒng)進行集成,構(gòu)建滾珠絲杠進給驅(qū)動系統(tǒng)集成模型，通過實驗對該模型進行了驗證D(2) 鑒于級聯(lián)控制回路及其動態(tài)特性非線性特征下伺服控制參數(shù)最優(yōu)值并不固定，通過控制參數(shù)值優(yōu)化選取對進給驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)性能進行優(yōu)化具有_定的局限性,本文提出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)電流與速度前饋控制設(shè)計策略，在進給驅(qū)動系統(tǒng)整體集成建模的基礎(chǔ)上，基于控制參數(shù)時變最優(yōu)參數(shù)組合自適應(yīng)調(diào)節(jié)與電流速度前饋，對滾珠絲杠進給驅(qū)動動態(tài)性能進行優(yōu)化，優(yōu)化后跟隨誤差由0.252 6降為0.111 5,干擾峰值由0.019降為0.007 0,上升時間由原來的0. 128 3 s減少為0. 107 5 可以看出，優(yōu)化后滾珠絲杠進給驅(qū)動系統(tǒng)在響應(yīng)速度提高、跟隨誤差降低的同時其抗干擾性更好。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任！