基于PMAC的直线电机伺服系统动态性能研究

摘要

直线电机是现代高速高精密机床广泛采用的主要功能部件之一，直线电机伺服系统的动态性能对机床进给驱动系统精度有不可忽视的影响。本文针对微细切削机床直线电机伺服系统的设计问题，研究分析了摩擦特性、负载特性以及伺服驱动方式对微细切削机床直线电机伺服系统动态性能的影响，本文主要研究工作如下：
　　（1）以运动控制器为核心，结合了伺服驱动器、直线电机及位置反馈元件光栅尺构建了精密车削气浮平台与微铣削数控机床直线电机伺服控制系统，开发了微铣削数控机床上位机控制软件。
　　（2）利用伺服参数整定工具提供的阶跃响应及正弦波输入响应分别对两不同摩擦性质的直线电机伺服系统动态特性进行了对比分析，结果表明在无摩擦下直线电机伺服系统响应快速性明显增加，但更易发生超调，且系统调整时间加长，稳定性变差。通过回归分析建立了动态性能指标的回归模型，从模型的角度分析了摩擦特性对动态性能的影响。
　　（3）从上升时间、超调量、调整时间以及跟随误差方面对负载性质不同及驱动方式各异的几种直线电机伺服系统进行了动态性能分析。结果表明重负载下直线电机伺服系统上升时间较轻负载下长，跟随误差值也较前者有所增加，但调整时间变短，稳定性有所增强。在电流环驱动方式下，直线电机伺服系统上升时间、调整时间变短，系统快速性增强。在两种不同驱动方式的微铣削机床上进行方形与圆形轮廓加工试验后确认电流环驱动方式下加工轮廓精度更优。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2摩擦特性对直线电机伺服系统性能影响研究现状分析

1.3负载特性对直线电机伺服系统性能影响研究现状分析

1.4 驱动方式对直线电机伺服系统性能影响研究现状分析

1.5 本文主要研究内容

第二章 基于PMAC运动控制器的直线电机伺服系统构建

2.1 PMAC运动控制器

2.2 伺服系统构建

2.3 本章小结

第三章 摩擦特性对直线电机伺服动态性能影响

3.1 伺服系统动态性能指标选取

3.2 不同摩擦特性电机动态性能对比

3.3 不同摩擦特性电机伺服动态性能指标回归分析

3.4本章小结

第四章 负载特性及驱动方式对直线电机伺服动态性能影响

4.1 不同负载特性电机伺服性能对比

4.2不同驱动方式直线电机伺服性能对比

4.3不同伺服驱动方式下微铣削机床加工试验

4.4本章小结

第五章 总结展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文