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本课题主要是对四轴联动抛光机床控制系统的研究,而PID模块和插补模块是控制系统的两个核心部分,因此本文对PID控制和NURBS曲线插补进行了深入研究。本文在采用PID技术对四轴联动抛光机床进行控制时,发现PID参数对控制性能的影响非常大,运用系统自动匹配得到的参数进行控制时会产生很大的位置和速度误差,因此需要对PID参数进行整定。本文对PID参数的优化工作主要从以下几个方面展开:(1)对A3200控制器的伺服环路进行了分析,将整个环路分解成速度环和位置环,并分别对两个环路建立了传递函数的数学模型。(2)采用4:1衰减曲线法分别对速度环的比例增益Kp、积分增益Ki、位置环的比例增益Kpos以及位置内环的各参数进行了整定。(3)在对位置环进行整定时,由于其伺服环路过于复杂,整定起来相当困难,因此本文提出了一种等效控制的方法,对位置环进行简化后将其等效成一个传统的PID控制器。这样,对位置环的参数整定转化成了对传统PID控制器的参数整定,大大简化了整定过程。(4)对不同参数值下的系统响应曲线进行了仿真对比,通过对性能指标的分析可以判断出不同参数值下系统控制效果的好坏,仿真结果表明本文整定得到的参数值会获得更好的控制效果。(5)进行了抛光机床z轴的PID控制实验,实验结果表明将A3200控制器的参数值设置为本文整定得到的参数值时,z轴会获得最小的位置误差和速度误差,提高了实验台的控制性能和运动精度。NURBS曲线插补主要包括预处理、参数密化、速度自适应控制以及加减速控制几个过程,本文针对这几个过程中的关键问题,进行了以下几个方面的研究工作:(1)采用弓高误差和法向加速度约束的速度自适应控制算法,使得插补进给速度能随着曲线曲率的变化进行自适应调整。(2)采用传统七段S形加减速方式,通过反向插补与监控插补距离相结合的方式进行减速点的预测。针对加减速过程中出现的速度敏感点间的干涉问题,提出了通过构造速度敏感点重新规划干涉段的新算法。(3)进行了NURBS曲线插补的仿真分析。仿真结果表明采用本文提出的插补策略可以获得平滑、没有突变的速度和加速度曲线,并且加加速度和弓高误差被控制在允许的范围内;并通过与传统算法的对比体现了本文提出的算法具有更高的插补精度和效率。(4)进行了四轴联动抛光机床的插补实验,对各轴的位置、速度和加速度曲线做了详细分析。实验结果表明本文提出的算法是行之有效的。