模糊神经网络在数控全闭环系统位置控制上应用.pdfVIP

2012年 11月 机床与液压 NOV．2012 第4O卷 第21期 MACHINE TO0L HYDRAULICS V01．40No．21 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．21．006 模糊神经网络在数控全闭环系统位置控制上的应用 殷悦 ，屈百达 (江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡 214122) 摘要：在数控全闭环系统中，采用带摩擦补偿与积分环节的模糊神经网络复合控制器作为位置控制器 ，搭建数控全闭 环系统仿真模型，对比单纯P调节器 、模糊控制器及模糊神经网络控制器的仿真控制效果。结果表明：使用复合控制器的 全闭环系统具有 良好的动 、静态特性，性能优于上述其他控制器。 关键词：数控全闭环系统；模糊神经网络；摩擦补偿 ；位置控制 中图分类号：TM273 文献标识码 ：A 文章编号：1001—3881(2012)21—019—4 ApplicationofFuzzyNeuralNetworkinPosition ControlofFull-closedLoopCNC System YINYue．QUBaida (KeyLaboartoryofAdvancedProcessControlforLightIndustry (MinistryofEducation)， JiangnanUniversity，WuxiJiangsu214122，China) Abstract：Afull—closedloopCNCsystem simulationmodelwasbuiltbyusingfuzzyneuralnetworkcontrollerwithfrictioncorn · pensationfeedf0mardandintegralunits．TheproposedcontroUeraswellasaconventionalPcontroller，afuzzylo舀ccontrollerand fuzzyneuralnetworkcontrollerweresimulatedbasedonthesimulationmode1．Thesimulationresultsshow thattheproposedcontroller hasgoodstaticanddynamicperformancecomparedwiththeothercontrollers． Keywords：Full-closedloopCNCsystem ；Fuzzyneural network；Frictioncompensation 在全闭环数控机床进给伺服系统中，机械进给系 1 数控机床负载工作台数学模型 统和物理切削过程包含在位置环之内，它们和电气伺 常见的数控机床进给装置见图1。 服系统之间不是完全割裂的子系统，而是通过反馈 回 路耦合形成一个新的综合机电系统，而传统的研究只 考虑到电机的控制，很少考虑机械与电气参数匹配问 题和机床在加工时动态切削力对伺服系统动态性能的 影响 。为了研究数控机床全闭环系统的动态性能， 有必要考虑负载工作台的数学模型及对负载位置的控 图 1 简化的数控机床进给装置 制方法。 其中J。、K、Tm、0分别为电机轴的转动惯量、 全闭环数控系统一般采用三环PID调节技术 ，即 扭转刚度、输出转矩和输出转角；J2、 分别为滚 电流环、速度环和位置环。工程实践中，位置环一般 珠丝杠的转动惯量和扭转刚度；m、c、K3、 (t)分别 采用P调节器 。P控制的本质是一种线性控制，比 是工作台质量、工作台与导轨之间的移动阻尼系数、 例参数的整定值是具有一定局域性的优化值而不是全 滚珠丝杠副的拉压刚度和工作 台的位移。考虑电机 局性的优化值，因此