前馈控制对数控机床轮廓误差影响.pdfVIP

· 24· 组合机床与自动化加工技术 第 9期 —fJ一搠 蟠蟹啊迥 0 O 0 O O 根据仿真中的电机参数 ，调节位置环 P调节器 ∞ 叭 O 叭 K =40、速度前馈系数 K =1、加速度前馈系数 K ：0、电流前馈系数 K ：0．0016、加加速度前馈系数 K。 =0时，与图3相同的梯形给定信号下，得到位置 跟踪误差的仿真曲线如图6a所示。 I I—I久 V …’r … 图7 新型前馈控制结构并且减速段带有 电流补偿时梯形响应仿真 曲线 3 实验结果分析 分别将传统前馈控制结构和新型前馈控制结构 使用到平面加工设备 中，例如割字机的进给轴交流 伺服驱动系统中，得到实验结果如 图8所示。图8b 一 13．8A 中每个圆圈内的曲线轮廓都有部分变形 ，和进给轴 ^一．一． 1 驱动系统的位置跟踪性能有关 。使用新型前馈控制 一 一_鬓 簪皤唰遥 A 结构后 ，变形得到了明显改善 ，轮廓 曲线相对 比较平 I 滑 时间／s (h)目轴电流 图6 新型前馈控制结构下梯形响应仿真 曲线 加速段和减速段中．，(d ，／dt)的绝对值相等，符 号相反 ；曰 的符号不变。所 以，仿真 中只要粘滞摩 fa1割字命令图案 擦系数 B≠0，则加速过程和减速过程中，i。值略有不 同，如图6b中分别为 3．8A和3．5A。从而造成 图6a 中，在加速段和减速段的位置跟随误差的稳定值 m 和n的大小略有不同。日值不等于零也 比较符合现 实情况，但 值通常很小。适 当调整加速度前馈系 数 ，可以达到 m和 n都接近于零。在仿真 中，作者对 图6b中的减速过程中的i进行补偿 ，补偿 电流值大 小为 ： 2日， △ 方 (0) 补偿后得到位置跟随误差 的仿真结果如图7所 示。标注 ：图 7的纵坐标单位为 2×10 弧度 ／格 。 c()新型前馈控制结构 F割字效果 图7中位置跟踪误差的幅值是图3所示位置跟踪误 差幅值的 150分之一。可见，采用新型前馈控制策 图8 平面加工设备设备上实验结果 略，可以大大提高交流伺服系统在加减速段的位置 前馈控制已经在交流伺服系统中得到广泛的应 跟踪性能。 用 。针对高性能交流伺服系统 ，本文研究了速度前 根据仿真分析，图7中的位置跟踪误差幅值的 馈信号作用在速度 闭环给定信号上 ，同时电流前馈 信号作用在 电流 闭环上 的新型前馈控制结构 ，很大 来源是梯形给定信号中的加速度突变对系统的柔性 幅度地降低了加减速段 的位置