高速高精度数控机床恒温控制系统建模和仿真.pdfVIP

第 5期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 No．5 2011年 5月 ModularM achineTool AutomaticM anufacturingTechnique M ay．2011 文章编号 ：1001—2265(201Il05—0056—03 高速高精度数控机床恒温控制系统建模及仿真 李学品 ，陶学恒 ，贾春学 (大连工业大学 a．机械工程与 自动化学院；2．化工与材料学院，大连 辽宁 116034) 摘要：依据制冷学原理，研制 了一种适用于高速高精度数控机床的恒温控制 系统 ，以PID控制恒温控 制系统为研 究对象，对 系统 中的各个主要被控对象进行建模 ，确定其系统的传递函数 ，并运用MAT． LAB／Simulink仿真软件对其进行 系统仿真 。采用 了频域整定方法对 PID控制参数进行整定，获得 了 较佳的PID控制参数，并通过仿真分析方法，验证 了控制模型的可行性。 关键词：恒温控制：PID控制器；仿真；模型 中图分类号 ：TP29 文献标识码：A M odelingand SimulationforHigh-speedand High PrecisionConstant TemperatureControlSystem ofNC M achineTool LIXue—pin ，TAO Xue—heng ，JIA Chun—xue“ (a．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation；b．SchoolofChemicalEngineeringandMaterial， DalianPolytechnicUniversity，DalianLiaoning116034，China) Abstract：Underthetheory ofrefrigerationprinciple，atemperaturecontrolsystem isdesigned forhigh- speedand hJighprecisionNC machinetool，which isaboutthePID constanttemperaturesystem ．The modelsofcontrollingobjectsinthissystem，areestablishedassoastheirtransferfunctions．Thesimula- tion analysishasbeendonebyM ATLALB／simulink．UsingafrequencytuningmethodtosetPID param- eters，asetofPID controlparametershavebeenobtained．Andthefeasibility ofthedevelopedcontrollnig system arealsoproved． Keywords：constanttemperaturecontrol；PID controller；simulation；model O 引言 ¨j 本文研讨 了一种 利用制冷原理 ，来实现高速高 精度数控机床恒温控制 的系统设计方法 ，即通过建 在工业生产 中，实现精密和超精密加工 的主要 立被控系统的数学模 型，运用频域整定方法对 PID 条件之一是超精密加工环境的温度控制。热变形是 参数进行整定 ，以及采用 MATLAB／simulink对 系统 精密和超精密加工误差的主要来源之一 。热变形 进行仿真和验证等 。 对加工精度影响 比较大 ，特别在精 密加工 和大件加 工中，热变形所引起 的