基于涡流阻尼的高速直驱进给系统振动主动抑制方法研究

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	基于涡流阻尼的高速直驱进给系统振动主动抑制方法研究
	胡颖智
刊名	中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)
	2017
页码	87
关键词	涡流阻尼振动抑制混合励磁主动控制
产权排序	中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)
英文摘要	制造业是现代工业的基石,是国民经济发展的支柱。数控机床作为制造业的工作母机,其性能决定了制造业的技术水平。为实现高速高精度进给,数控机床常采用直线电机作为驱动部件。直驱方式具有响应迅速、随动性好等高速加工所需的优点,但其运动方向阻尼不足导致其在微弱扰动下极易产生振动,动态精度差,影响工件表面精度。针对上述问题,本文基于直驱进给系统,设计了主动涡流阻尼器,研究了一种变阻尼的主动振动抑制方法,这有助于提高直驱进给系统的性能,对于直驱技术的应用推广具有重要的意义。首先,根据直驱进给系统的结构,设计了一种应用于主动振动抑制场合的涡流阻尼器,提出了基于解析法和有限元法的涡流阻尼电磁特性的分析方法,为涡流阻尼特性的研究提供了有效的分析手段。其次,基于涡流阻尼特性分析方法,分析了主动阻尼输出的影响因素。以提高阻尼力输出幅值和输出阻尼线性度为目标,提出了基于Taguchi方法和永磁体排布方式优化的主动阻尼优化方法,提高了主动振动抑制执行部件性能,并基于力锤激励试验验证了主动阻尼装置对进给系统振动抑制的有效性。再次,针对涡流阻尼的直驱进给系统,建立了系统的数学模型,研制了直驱进给系统样机,搭建了实验平台。基于PID控制提出了基于涡流阻尼的直驱进给系统控制策略,并根据直驱进给系统的运动特性,设计了分段阻尼控制器,通过仿真和实验验证了分段阻尼控制方法抑制进给系统超调量的效果。最后,为提高主动阻尼算法的适应性,基于滑模变结构理论,提出了滑模变结构主动阻尼控制方法。为进一步提高直驱进给系统控制性能,设计了基于分段式滑模变结构方法的主动阻尼控制算法,仿真和实验结果验证了该方法的有效性,能有效改善直驱进给系统跟踪性能,减小调整时间。
公开日期	2018-12-04
内容类型	期刊论文
源URL	[http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/16715]
专题	2017专题
推荐引用方式 GB/T 7714	胡颖智. 基于涡流阻尼的高速直驱进给系统振动主动抑制方法研究[J]. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所),2017:87.
APA	胡颖智.(2017).基于涡流阻尼的高速直驱进给系统振动主动抑制方法研究.中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所),87.
MLA	胡颖智."基于涡流阻尼的高速直驱进给系统振动主动抑制方法研究".中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所) (2017):87.