大行程微進給機構(gòu)模糊控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著超精密加工技術(shù)的不斷發(fā)展,微量進給機構(gòu)被廣泛應(yīng)用于超精密加工中,以實現(xiàn)刀具的精確微小位移,并在加工過程中對加工誤差做出相應(yīng)補償以保證零件尺寸加工精度和表面質(zhì)量。在超精密加工領(lǐng)域中,微量進給機構(gòu)已經(jīng)成為十分重要的組成部分,同時,對微量進給機構(gòu)的精確控制更是實現(xiàn)和保證零件加工精度的前提,因此,本課題的研究對于提高超精密機床的發(fā)展及其廣泛應(yīng)用有著重要的意義。結(jié)合本文所采用的基于壓電陶瓷的大行程微進給機構(gòu),介紹了常用的基于壓電陶瓷的微進給機

2、構(gòu),并分析了壓電陶瓷的主要特性和國內(nèi)外在壓電陶瓷控制上的一些方法。首先,分析微進給機構(gòu)的組成和工作原理,該機構(gòu)是由壓電陶瓷驅(qū)動、滾珠絲杠傳動、空氣靜壓導(dǎo)軌支撐的微量進給機構(gòu)。然后對微進給機構(gòu)的驅(qū)動部分進行建模,得到驅(qū)動部分的傳遞函數(shù)。建立微進給機構(gòu)機械傳動部分的等效模型,然后得到傳動部分的傳遞函數(shù)。最后得到整個實驗系統(tǒng)的傳遞函數(shù),對系統(tǒng)進行了穩(wěn)定性分析,為仿真分析做準備。其次,根據(jù)實驗臺的特點設(shè)計了模糊控制系統(tǒng),本系統(tǒng)采用二維輸入,在選

3、擇模糊變量的隸屬函數(shù)時采用不均勻劃分,在誤差較大的區(qū)域采用低分辨率的模糊子集,在誤差較小的區(qū)域采用較高分辨率的模糊子集,從而提高系統(tǒng)的漸進穩(wěn)定性。在仿真分析時發(fā)現(xiàn)僅用常規(guī)模糊控制器并不能得到理想的效果,經(jīng)過分析,最后采用帶積分的模糊控制器,得到很好的仿真效果,為設(shè)計實驗控制系統(tǒng)提供指導(dǎo)。最后,建立了進給機構(gòu)的積分模糊控制模型,詳細介紹了實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、算法和組成,并對進給機構(gòu)進行了實驗研究。對實驗結(jié)果進行了詳細的分析,并與仿真結(jié)果對比,