双电机驱动机床进给系统的消隙控制

摘要

精密机床是衡量国家制造业水平的重要因素，机床进给系统的间隙非线性又是影响机床精度的重要因素之一，研究进给系统消隙控制具有重要意义。
　　本文针对双电机丝杠驱动机床进给系统间隙控制问题，建立了数学模型，分析了其运动特性。设计了合理的双电机力矩分配策略，采用双电机速度交叉耦合反馈控制实现了两电动机转速的同步，仿真结果表明了方法的有效性。利用数字驱动卡设计了双电机丝杠驱动实验装置，并对上述方法进行了实验研究，实验结果与理论研究结果一致，说明了方法的可行性。在假设始终至少有一个丝杠接触进给装置的前提下，设计了机床进给系统滑模变结构控制器，实现了双电机丝杠驱动系统的变结构控制，对比研究了反步控制方法，仿真结果表明滑模变结构控制方法性能更加优越。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容和结构

2 双电机驱动机床进给系统建模

2．1 双电机丝杠驱动系统的模型

2．2 丝杠驱动间隙模型

2．3 采用简化死区模型的双电机丝杠驱动系统模型

2．4 双电机驱动系统的状态空间描述

3 基于双电机力矩分配与速差耦合反馈的机床进给系统消隙控制

3．1 双电机消隙原理

3．2 双电机消隙力矩分配策略及转速同步

3．2．1 双电机消隙力矩分配策略

3．2．2 双电机转速的同步

3．3 双电机位置环控制器

3．4 系统仿真

3．5 本章小结

4 基于双电机力矩分配和差速反馈控制的双电机驱动实验系统

4．1 双电机实验台的伺服系统特性

4．1．1 基于PC的开放式数控系统

4．1．2 双电机消隙实验台的硬件组成

4．2 系统连接图及参数设置

4．3 实验结果及分析

4．4 本章小结

5 双电机驱动机床进给系统的滑模变结构控制

5．1 滑模变结构的基本原理

5．2 双电机驱动滑模变结构控制器设计

5．3 与反步的对比仿真分析

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献