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磁悬浮机床主轴控制方法的研究

发布于:2014-09-02 14:55来源:未知 作者:www.hb10fen.com点击:
磁悬浮机床主轴控制方法的研究
 
速切削以高加工速度、高加工精度为主要特征,有非常高的生产效率,磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点,而被应用于速主轴系统中。控制器是主动控制磁悬浮轴承研究的核心,因此正确选择控制方案和控制器参数,是磁悬浮轴承能够正常工作和发挥其优良性能的前提。本文研究了刚性磁悬浮铣削主轴一磁悬浮轴承的神经网络PID控制和模糊PID控制方法,并进行仿真。
全文的工作如下:首先,分析研究了磁悬浮机床主轴系统的数学模型,并对此数学模型进行数值化、解耦、降阶等。首先将神经网络PID控制策略用于磁悬浮机床主轴的主动控制。考虑切削过程扰动影响,分析了电流控制型磁悬浮主轴系统动力学模型,以磁悬浮轴承为控制对象,设计了磁悬浮机床主轴系统的神经网络PID控制器,并进行仿真研究。仿真表明,采用神经网络PID控制器时主轴系统在外扰动作用的情况下具有良好的性能,其动态稳定性及对系统自身特性的适应能力强于传统PD控制器。
其次,将模糊PID控制策略用于磁悬浮机床主轴的主动控制,并进行仿真研究。仿真表明,采用模糊PID控制策略,同样系统的调节时间、超调量、稳态误差等各项性能指标都优于传统PID控制器,而且具有一定的鲁棒性。本文的研究对于发展高速N-r技术及丰富磁悬浮主轴主动控制方法具有一定的理论意义和工程应用价值。
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