自动夹取型车床伺服进给系统控制方法.pdfVIP

学兔兔 第4期(总第185期) 机 械 工程 与 自动 化 NO．4 2o14年 O8月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Aug． 文章编号：1672—6413(2014)04—0174—02 自动夹取型车床伺服进给系统控制方法 王 可 ，张吉悦 ，杨 文 ，孙兴伟 (1．沈阳工业大学机械学院，辽宁 沈阳 110870；2．长春汽车工业高等专科学校，吉林 长春 130013) 摘要：建立了伺服进给系统的控制模型，确定了伺服系统的控制策略，借助于控制工程分析软件建立伺服系 统的仿真模型，整定了电流环、位置环以及速度环。通过对相关控制参数调节进行仿真，论证了该控制方法 使机床具有较高的稳定性与快速响应特性，减少了系统的稳态误差。 关键词：伺服系统；控制策略；进给系统；车床 中图分类号：TM921．54 1：TG519．1 文献标识码：A 0 引言 在 —g坐标系中电压方程为： 伺服系统作为数控机床中最重要的组成部分之 ， ●●●● ●J ●●●●●● 一 ， 它接收CNC发来的速度与位移信号，控制电动机 +L 誓+∞，L +cu ， 的转速与方向，从而使机床的工作台能够准确定位_1]。 警～ ’ 伺服系统想要获得较高的性能和精度，一是通过选择 性能较高的执行机构，二是通过合理地确定控制策略。 PMSM电磁转矩方程为： 相比较而言，对于硬件的提高必然会增加成本，因此设 —P [ ，一(Ld—L ) ] ． (2) 计合理的控制策略是既有效、又经济适用的方法口。]。 其中：P 为电动机的极对数。 1 自动夹取型车床进给系统的控制模型 电磁转矩与负载转矩和电机的转动惯量之间的关 自动夹取型车床是全自动数控机床，电机作为自 系可表示为： 1 动夹取型车床的动力源，其控制策略以及控制参数直 ：== TL+BM叫 +．，M ． (3) U ‘ 接影响电机的性能，而电机控制策略和控制参数的确 其中：BM为电机的等效阻尼系数；TL为负载转矩； M 定必须要通过准确的数学模型。被控系统的静态特性 为电机的转动惯量。 及动态特性，只有通过建立交流永磁同步电机控制对 象的数学模型才能反映出来，数学模型能否准确建立 是控制系统的相关性能是否完善的关键环节。在以上 分析的基础上，本文的假设如下：①忽略磁路饱和、涡 流和磁阻效应；②忽略空间谐波，励磁线圈产生的感应 电动势按正弦规律分布；③永磁体产生的反电动势按 ∞，Ld口 o id+∞r 正弦分布。 图1 电压等效电路 图1为电压等效电路图。在该磁场中，定子电流 交流永磁同步伺服电机要想进行近似线性化解 的正方向是逆时针旋转方向，d轴代表永磁体基波的