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典型数控伺服进给系统的机电耦合数学模型的建立与研究.pdf

总第193期 中文信息 2014年1期 C11ineseIIlfo衄ation 电力工程与设备 典型数控伺服进给系统的机电耦合数学模型的建立与研究 高月辉 (天津现代职业技术学院。天津300350) 摘要:数控伺服进给系统是一典型的机电一体化系统,多数研究人员对数控伺服进给系统的性能指标研究时,仅限制在机械系统或电气系统对整 个系统性能的影响,使数控伺服进给系统的稳定性,快速性,准确性没有重大突破.因此,要想大大提高数控伺服进给系统的稳、快、准这三项性能指标, 就必须研究机械系统和电气系统两者之间参数相互耦合的关系.本文以典型的数控伺服进给系统为分析研究对象,在分析数控伺服进给系统的机电耦合关 系的基础上,探索性地建立了数控伺服进给系统的机电耦合状态空间模型 关键词:数控伺服进给系统机电耦合数学模型 中图分类号:TM30 文献标识码:A 文章编号:1003—9082(2014)0卜0269一01 数控伺服进给系统集机械,电气,自动控制和计算机技术于一体, 是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统,且机械参数和 ¨印∽小卜i‰[(等一·m+1](1, 电气参数之间存在着较强的机电耦合关系,这两种参数之问的相互耦 对式(1)取Laplace逆变换,得到 合对数控伺服进给系统的稳,快,准的性能指标影响很大,为了进一步 而(,)=儿(f)+(f)(2) 研究提高数控伺服进给系统的性能控制算法.因此,本文以典型数控 写成5阶微分方程形式,根据多输入多输出系统状态空间模型的 伺服进给系统为研究对象,建立了数控伺服进给系统的机电耦合数学 推导,可选取 模型,为数控伺服进给系统的输入输出的完全解耦控制和仿真分析奠 I而=y。一%‰ 定了基础. l而=葛一岛而 一、典型数控伺服进给系统机电耦合模型分析 {为=岛一62% 图1所示为数控伺服进给系统组成原理,它输入是接收运动控制 I■=毛一岛% 指令,输出是进给执行机构的位置角位移或直线位移。 【毛2‘一64% (3) 通过式(3)所示的状态变量,可将系统的5阶常微分方程写成状态 方程 而 z2 + 工3 ■ Xj 一口5 一q 一口3 一吗 一口 (4) 写成状态空间模型的标准形式,即 j=丘x+肌1 伺服驱动装置

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