机械毕业论文 利用积分滑模控制改善数控轮廓精度 外文翻译.docVIP

利用积分滑模控制改善数控轮廓精度 摘要 在此论文中，提出了一种基于以投入产出模型的积分滑模控制器（ISMC），作为完善一拥有追踪和规范独立目标的2个自由度的控制器。.因此，极点配置知识可应用在ISMC。通过相互之间的作用提高了其坚固性，于是得到了想要达到的控制。有2种措施可以消除震颤问题，即选择合适的滑动面和完整全面的控制。结果发现，一个慢的滑动面的动态的自然频率的比开环更加可以缓解震颤问题。此论文之所以选择积分控制系数是基于2自由度控制器。根本的是帮其选择合适的基值来保证闭环系统的稳定性。ISMC被建议的实验性的实施在一个小型数控机床上。由于此建议该微型数控机床轮廓加工精度大大提高了。此外没有发现震颤，这有利于机器的驱动器。 文章概要 1、简介 2、实验装置 3、两自由度（RST）的控制器 4、滑模控制器设计 5、RST控制和等效控制的关系 6、积分滑模控制 6.1、积分控制系数的选择 7、实验结果 8.、轮廓误差 8.1、 RST控制器 8.2、等效控制 9、结论 参考文献 1、简介 为了改善多轴数控机床轮廓加工精度，最好的办法是提高各个轴的轨迹精度。因此，整体轮廓精度可以得到保证。由Tomizuka提出的零相位误差跟踪控制器（ZPETC）就是是基于这种想法。ZPETC基本上是前馈控制器。对于最小相位系统，前馈控制器可设计为植物的逆。从参考输入到输出的传递函数就变成统一。有了一个完美的模型，跟踪误差就可以是零，因此，在零线误差造成的。对于非最小相位系统，ZPETC的被设计成是一个近似的系统的逆。从参考输入到输出的传递函数是在低频率大约是一致的。当模型是完美的，输出应跟参考输入一致，这就使误差非常小，从而间接产生非常小的轮廓误差。但是，逆或ZPETC的控制器的性能，非常依赖于模型的质量。在不完美的模型里，逆或ZPETC的轮廓控制精度的提高可以忽略不计[2]。 为了克服模型不确定性和在实践中不可避免的外部干扰，一个好的可以减少轨迹误差的方法就是滑模控制（SMC）。滑模控制以其对不确定的外部干扰的坚固性而为人们所熟知，并已在各个领域得到应用。这种开关控制可以在滑动面上驱动系统。在连续时间系统中，可以利用开关控制无限的频率来保证其坚固性。系统紧随其后. 就像数控机床伺服控制器是由电子计算机实现，有必要进行离散时间滑模控制器（DSMC方法）。受限于有限的采样间隔，开关不能发生频率其开关只能出现在采样瞬间。这意味着，当系统动力交叉滑动面采样瞬间，该控制器不能立即使系统保持在滑动面。因此，在离散时间滑模控制，系统将保持在一个滑动面附近，而不是仅仅在停留滑动表面 [7] [8]上。 为了保持SMC的坚固性，干扰估计在SMC的设计中是必要的。恩等人，如[10]，展示了一种办法，它是结合了离散时间变结构控制器（DVSC）和解耦干扰补偿器（DDC），可控制一个单一轴数控机床。后来，金等人， 如[8]，修改了滑动表面。Sun等人，如[11]，展示了一种变结构控制器重复一个离散时间输入输出时间延迟模型，并提出当前滑动函数值估计在未来的DTH一步滑动功能。 在上述论文中，SMC在控制法则中使用了不连续元素。在利用引进断断续续的控制信号保证了其坚固性，但对于执行机构是不利的。出于实际的原因，不能引用断断续续的控制信号。积分滑模控制[12]和[13]就是为了解决这个抖振问题。 有人声称利用SMC来改善数控机床的轮廓精度。 Altintas等人，如 [14]，提出了一种用于高速进给驱动系统自适应滑模控制器。陈等人，如 [13]，提出了基于动力学模型的不同特点的两个积分滑模控制器。引入积分作用是比传统SMC的更有效地消除抖振。 在此论文中，提出了一种基于以投入产出模型的积分滑模控制器（ISMC），作为完善一拥有追踪和规范独立目标的2个自由度的控制器。.因此，极点配置知识可应用在ISMC。通过相互之间的作用提高了其坚固性，于是得到了想要达到的控制。有2种措施可以消除震颤问题，即选择合适的滑动面和完整全面的控制。结果发现，一个慢的滑动面的动态的自然频率的比开环更加可以缓解震颤问题。此论文之所以选择积分控制系数是基于2自由度控制器。根本的是帮其选择合适的基值来保证闭环系统的稳定性。 2、实验装置 如图所示1，此实验在一3轴微型数控机床进行。其中，仅有X和Y轴工作。对于这个系统的每个轴的控制结构如图2所示。2、各轴在电机速度控制模式下，设置硬盘为松下MSMA-042A1E交流伺服电机。在控制框图如图2所示。GP是用计算机实现的位置控制器的，GV为为嵌入式硬件内速电机驱动比例积分控制器（PI）。用具有10,000个脉冲/转分辨率的编码器来实施位置反馈。滚珠丝杠有一个4毫米间距，提供了一种用于0.4微米/脉冲线性位置反馈。 图1.?实验3轴微型数控系统