数控机床进给伺服系统伺服参数优化研究

【摘要】：伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分,在相同的机械性能状况下,其伺服参数与机械性能的匹配程度决定机床的加工精度与质量。很多机床设备往往偏重于机械方面的精度提升,而对电气方面伺服参数的优化重视不够。本文结合实际生产中碰到的问题,以优化伺服进给轴的参数为目的,实现机床的最佳性能。文中对伺服参数优化的对像、检测工具、永磁同步电机(PMSM)、SIEMENS840Dsl数控系统参数优化,模糊PID控制作了介绍。首先依据数控机床的手动优化软件对研究对像做了大量的实验,找出相关的规律。其次再引入模糊自适应PID控制方法,依据实验建立规则表,再用MATLAB仿真软件验证结论的正确性。最后再把所得到的结论应用于实际伺服参数优化中,在不增加机床硬件的情况下,通过伺服进给系统的参数优化,可以明显提高机床的跟踪精度,最终实现加工质量的提升。【关键词】：伺服参数优化CNCPMSMPID模糊自适应 【学位授予单位】：山西大学 【学位级别】：硕士 【学位授予年份】：2013 【分类号】：TG659

【目录】：中文摘要10-11ABSTRACT11-13第一章引言13-191.1课题

研究的目的与意义13-151.2伺服驱动技术国内外研究进展15-171.2.1国内研究进展15-161.2.2国外研究进展16-171.3课题来源及论文研究所完成的主要工作17-19第二章SIEMENS数控机床进给伺服驱动参数优化方案19-322.1目前的伺服参数优化方案19-222.2伺服驱动参数优化方法的改进222.3伺服优化的球杆仪检测平台22-282.4伺服优化的机床平台28-312.5小结31-32第三章永磁同步电机的数学模型32-463.1永磁同步电机简介32-333.2永磁同步电机的数学模型33-393.2.1基本方程33-373.2.2d、q轴的数学模型37-393.3永磁同步电机的矢量控制39-433.3.1状态方程及控制框图39-403.3.2解耦控制及坐标转换40-433.4永磁同步电机速度环数学方程43-453.4.1速度环框图43-443.4.2速度环数学方程44-453.5小结45-46第四章SIEMENS840DsI伺服系统三环回路控制参数特点及优化46-664.1SIEMENSS120伺服驱动系统简介46-514.2伺服优化基本概念51-554.2.1Bode图51-524.2.2阻尼、频率晌应与阶跃晌应524.2.3内含有耦合连接载荷的电机52-534.2.4滤波器53-554.3电流环优化55-574.4速度环优化57-624.4.1频率响应测试57-584.4.2K_P的调整584.4.3电流设定点滤波器58-594.4.4速度控制器积分时间T_n594.4.5设定点阶跃响应和干扰阶跃响应59-604.4.6参考模型60-614.4.7前馈控制61-624.5位置环优化62-634.6Trace功能63-644.7圆测试球杆仪64-654.8小结65-66第五章基于自适应模糊PI的伺服电机的参数优化66-915.1常规PID66-685.2数字PID68-705.2.1位置式PID控制算法68-695.2.2增量式PID控制算法69-705.2.3基于前馈补偿的PID控制

算法705.3模糊PID70-745.3.1模糊-PID复合控制715.3.2比例-模糊-PI控制715.3.3模糊自适应PID控制71-745.4模糊控制74-825.4.1结构74-765.4.2模糊化76-785.4.3模糊规则设计78-805.4.4模糊推理机805.4.5去模糊化80-825.5仿真分析82-905.5.1仿真模型82-845.5.2控制器设计84-855.5.3仿真结果分析85-905.6小结90-91第六章结论91-92参考文献92-96攻读学位期间取得的研究成果96-97致谢97-98个人简况及联系方式98-100 本论文购买请联系页眉网站。