【摘 要】
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现代装备制造业要求数控机床的加工精度不断提升,对进给伺服系统的控制提出了很高的要求。对于轮廓加工来说,轮廓误差是影响最大的误差,系统中的其它误差最终均反映为轮廓误差。
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现代装备制造业要求数控机床的加工精度不断提升,对进给伺服系统的控制提出了很高的要求。对于轮廓加工来说,轮廓误差是影响最大的误差,系统中的其它误差最终均反映为轮廓误差。进给伺服系统的传统控制方法一般是对单轴跟踪误差进行无耦合控制,在各轴特性不匹配时控制精度不佳。针对这种情况,本文提出了基于轮廓误差计算模型的单神经元自适应耦合控制方法,直接对轮廓误差加以控制。 本文首先在现有轮廓误差计算模型的基础上,提出了一种新的轮廓误差计算模型——四点双圆加权逼近的计算模型。该模型只需要考虑机床执行器末端当前点和四个优选插补点的位置信息,不依赖于轮廓形状和跟踪误差值,控制精度较高,对于大曲率轮廓控制效果更加明显。其次,在对数控机床进给伺服系统进行建模的基础上,本文建立了单神经元自适应耦合控制方法。该方法一方面采用各轴独立的PID控制,一方面建立单神经元自适应 PID控制器,对轮廓误差进行交叉耦合控制,将轮廓误差对应分量补偿到各轴进给伺服系统。最后,为了验证本文观点,在MATLAB/Simulink环境下对上述计算模型和控制方法进行仿真验证。 仿真结果表明,本文所提出的四点双圆加权轮廓误差计算模型精度较高,所建立的轮廓误差耦合控制方法能够有效减小误差值,对于提升数控机床加工精度和推动数控技术发展具有较高的工程实用价值。
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