重卡驱动桥壳是重型卡车底盘的关键结构部件,在整车性能的提升中具有不可替代的作用。随着桥壳的加工质量要求不断提高,其对桥壳加工误差的测量精度要求也越来越高。桥壳测量与普通工件的测量不同,桥壳尺寸大,需要测量的孔系、轴系和面系空间相互关系复杂,具有轴类和壳体类零件的综合特征的特点,实现桥壳的在位自动测量和保证测量精度难度大。这对桥壳加工精度检测装置控制系统设计、伺服运动控制、控制器算法均提出了极大的挑战。针对上述挑战,本文以桥壳加工精度检测控制系统为研究对象,围绕控制系统整体设计、伺服运动控制、控制器算法三个层次展开研究。从检测装置测量精度要求入手,深入分析了导致检测精度低的原因;确立了控制系统设计方案;面向工业现场应用需求,搭建了桥壳加工精度检测装置的伺服系统。为进一步提高检测精度,在设计的原型检测装置的基础上,研究了基于主导极点和相位裕度的并联PID控制算法,全面提高伺服系统的转速平稳性、位置跟踪性和鲁棒性能。具体研究内容如下:(1)针对桥壳加工精度检测装置中保证测量精度的测量终端,考虑不确定性外部扰动对测量精度的影响,提出了激光位移传感器和工业相机相结合的非接触式测量方案,并分析了方案的可行性。为满足测量精度,减少复杂的现场工作环境,非线性摩擦等因素的影响,本文以PLC控制器为核心,提出了基于PROFINET的伺服运动控制方案,包括控制系统的硬件选型、伺服控制、OPC通信、HMI人机交互、伺服电机调试等部分,并且设计控制软件架构和程序编写,从整体上对检测装置的控制方案进行设计。(2)由于西门子伺服驱动系统参数优化方法已经难以满足桥壳加工误差更高精度的检测要求,本文进一步研究了全面提升系统运动精度和鲁棒性能的改进控制算法。根据桥壳检测装置的结构和工作原理,基于重卡桥壳检测装置原型样机,搭建了重卡桥壳检测实验系统。依据检测装置机械结构和电学性质,建立了检测装置伺服运动平台的机电耦合动力学模型,为伺服运动性能的研究提供了模型基础。针对检测装置伺服运动对速度和位置控制要求,设计了基于主导极点和相位裕度的并联PID控制器,将产生的参考信号分别用于伺服系统速度环和位置环进行PID控制,保证系统的跟踪性能和快速性,消除非线性扰动的干扰,提高系统的鲁棒性。(3)为了进一步考虑不同扰动和检测速度对伺服系统性能的影响,基于自行搭建的桥壳在位检测实验装置,在不同扰动和速度下,对控制算法进行了实验,通过对结果分析,该算法有效实现了伺服电机匀速、平稳的高精度运动控制,系统表现出良好的跟随性能和鲁棒性,充分验证了本文提出的控制算法的有效性,对提高重卡桥壳检测装置的检测精度具有很好的指导意义。