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数控机床相对于普通机床而言具有高精度、调速范围宽、快速响应、低速大转矩等特性,近年来,在制造业中被广泛使用。所以伺服系统的控制技术也成为现代机床技术研究的一个重要方向。本文以提高系统跟踪精度为核心,分别从数控伺服系统的建模、摩擦模型的仿真、摩擦参数的作用机理、PID控制仿真、前馈PID控制算法等方面进行研究。 本文先介绍了动态摩擦模型的几种类型,经过比较后,选择应用比较广泛且相对成熟的LuGre摩擦模型并对其仿真,主要分析了该模型中的静态摩擦参数对摩擦负斜率特性的影响。 以数控机床伺服系统为研究对象,建立了带有摩擦非线性的单自由度系统等效模型,采用数学推导,仿真等方法,分析了低速摩擦特性及扰动因素对粘滑运动的影响。 在前面研究的基础上,研究对象不变,经过假设和简化建立含有摩擦的双自由度系统模型,得到其全闭环控制结构框图,利用Matlab/Simulink仿真软件,对该伺服系统进行仿真,分析了stribeck速度、静动挛擦系数差值及不同输入信号的频率对伺服系统动态特性的影响规律。 研究了伺服系统控制策略,针对伺服控制中出现的轮廓误差问题,通过理论分析提出了PID控制策略和前馈PID控制策略,通过比较,基于前馈补偿的PID控制算法大大减小了系统的跟踪误差,获得了良好的轮廓控制精度。