基于NNFFC的CNC加工中心進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)和難點(diǎn)。在加工中心進(jìn)給驅(qū)動整體建模與動態(tài)性能研究方面，文獻(xiàn)i -2]通過解析法構(gòu)建加工中心進(jìn)給軸分布-集中混合模型，研究不同進(jìn)給率情況下的進(jìn)給系統(tǒng)動態(tài)性能，在分析單個(gè)進(jìn)給軸跟隨精度和誤差的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)運(yùn)動合成,實(shí)現(xiàn)圓柱體切削加工下的三軸合成運(yùn)動研究及加工中心整體動態(tài)性能評價(jià)。文獻(xiàn)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(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)電氣控制參數(shù)進(jìn)行研究，并對該伺服系統(tǒng)動態(tài)性能進(jìn)行優(yōu)化：文獻(xiàn)1-5]采用多體系統(tǒng)動力學(xué)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(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)電聯(lián)合仿真平臺，借助動力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)平臺，通過控制算法仿真分析實(shí)現(xiàn)進(jìn)給驅(qū)動動態(tài)性能的優(yōu)化。文獻(xiàn)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(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行集成建模,探究高速高加速度對進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)電耦合的影響，文獻(xiàn)H以某車銑復(fù)合加工中心進(jìn)給軸模塊為研究對象,基于多剛體動力學(xué)構(gòu)建機(jī)械模塊的動力學(xué)模型,并通過與伺服控制系統(tǒng)的集成建模，對機(jī)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(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)性能進(jìn)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(jìn)行優(yōu)化。加工中心進(jìn)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(jìn)行集成建模，多采用等效轉(zhuǎn)動慣量模型或多體動力學(xué)模型等對機(jī)械傳動環(huán)節(jié)進(jìn)行建模，在考慮機(jī)械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性影響下的進(jìn)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(xué)者通過不同的伺服控制策略與控制算法對進(jìn)給驅(qū)動的動態(tài)性能進(jìn)行優(yōu)化，但是僅通過一種控制策略或方法優(yōu)化提高進(jìn)給驅(qū)動的動態(tài)性能易造成該算法或策略的復(fù)雜性過高，計(jì)算量大。此外，亦可通過伺服控制參數(shù)整定對進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的整體動態(tài)性能進(jìn)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(dǎo)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(dǎo)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(shí)現(xiàn)控制參數(shù)整定優(yōu)化，該方法計(jì)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(shí)現(xiàn)進(jìn)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(jī)械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性對進(jìn)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(jìn)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(jìn)_步實(shí)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(xué)習(xí)，綜合控制參數(shù)時(shí)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(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能：1滾珠絲杠進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)集成建模與實(shí)驗(yàn)滾珠絲杠進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)包含有伺服控制和滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)（機(jī)械環(huán)節(jié)），伺服控制產(chǎn)生驅(qū)動輸入到滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)（機(jī)械環(huán)節(jié)），在床身的支撐下，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)電動機(jī)軸、聯(lián)軸器、絲杠軸等，最終轉(zhuǎn)化為立柱（滑枕）等負(fù)載的平移運(yùn)動。以往研究中為便于與伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行集成建模，多采用等效轉(zhuǎn)動慣量模型或多體動力學(xué)模型等對滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)（機(jī)械環(huán)節(jié)）進(jìn)行建模，在考慮機(jī)械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性影響下的進(jìn)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(shí)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(jī)械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性對進(jìn)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(jìn)給系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)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(jī)瀏覽可能無法正常使用！結(jié)束語：(1) 考慮機(jī)械傳動環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)柔性對進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步與伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行集成,構(gòu)建滾珠絲杠進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)集成模型，通過實(shí)驗(yàn)對該模型進(jìn)行了驗(yàn)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(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)性能進(jìn)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(jì)策略，在進(jìn)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(shí)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(jìn)給驅(qū)動動態(tài)性能進(jìn)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(shí)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(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)在響應(yīng)速度提高、跟隨誤差降低的同時(shí)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(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)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(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！