CMK61200D×80/32重型卧式车磨数控机床交流伺服系统的研究

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电力系统中的大型发电机和电动机的转子及轴的加工问题,始终是电机制造过程中的关键技术。如果在加工与装配中出现了转子质量偏心或配合间隙不合适等问题,就会使运行过程中由于旋转质量不对称于旋转轴线而产生强烈的振动和噪声,使运行不稳定。因此,提出了多种工序能在同一台设备上完成的要求,而新近开发出来的集车、磨、铣于一体的CMK61200D×80/32重型卧式车磨数控机床就可以胜任此项加工任务。但是,如何保证此机床的快速响应,且使其具有良好的抗干扰性,这需要对它的伺服性能进行必要的分析。本文在对CMK61200D×80/32重型卧式车磨机床伺服驱动系统各部分的功能做了详细的分析,并重点研究了交流伺服系统的扰动抑制问题,采用标准的H_∞控制器代替传统的PI转速控制器,使系统具有良好的抗干扰性能,大大提高此机床的加工精度。首先,对此机床的功能、精度和结构做简单的分析。在此过程中确立此机床所采用的伺服系统的结构形式,并结合其结构特点选取了与其相适应的伺服控制方法。第二,给出了交流伺服电动机系统,包括采用永磁同步交流伺服电动机,并给出电动机功率驱动电路PWM控制在内的稳态运行完整的等值电路,以及相应的稳态特性计算程序。并对电流控制器,速度控制器与位置控制器一一做了相应的介绍。第三,采用H_∞控制器的设计思想,用标准的H_∞控制器代替传统的PI转速控制器,使系统具有良好的抗干扰性能,大大提高此机床的加工精度。最后,在定量研究基础上进行改进方案的仿真计算分析研究,该控制方案具有快速准确跟踪性能和抗干扰能力,并且保证了系统的鲁棒稳定性,从而提高了此机床的抗干扰的能力和系统的精度。
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