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齿轮数控加工机床对伺服控制系统的要求

发布日期:2011-08-18

 

齿轮加工数控系统的一个关键问题是如何提高伺服系统的精度,机床伺服系统的精度直接影响到机床的加工质量。齿轮数控加工机床的体系结构不同,对各轴伺服系统的要求也有所不同。齿轮加工机床对伺服系统的要求可以分为以下两个方面:
(1)各数控轴的定位精度和重复定位精度;
(2)各轴之间的联动关系及其精度。
齿轮加工数控系统体系结构不同,各轴之间联动关系及其控制方式也不相同。基于锁相伺服技术进行控制能满足高同步精度和高速响应的要求。
全功能数控滚齿机或蜗杆砂轮磨齿机都是闭环系统,其中X、y、Z轴的反馈元件都是长光栅,是全闭环系统,控制难度大,稳聋性不好。我们也试图用常规的PID方法对其进行控制,但是,一方面PID参数不好整定,另一方面,控制稳定性不好,容易发生振荡。因此,本章对机床伺服系统采用智能控制。
智能控制是近20年来在常规控制理论基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、实验心理学和生理学等其他学科的新思想、新方法对更广阔的对象(过程)实现期望控制。智能控制的核心是设计和开发能够模拟人类智能的机器,使控制系统达到更高的要求。
尽管在目前还缺少一种比较合适的数学工具来描述和处理智能控制问题,但智能控制是传统控制理论和方法的扩充和发展。事实上已产生了一系列有效的应用方法,如专家系统控制、模糊控制、人工神经网络控制和仿人智能控制等。
模糊控制是建立在扎德教授所创立的模糊集合理论基础上的一类智能控制。模糊控制的核心是模糊推理。它是根据人的控制经验,模仿人的控制决策,其推理过程是以基于规则形式表示的人类经验。1974年英国的Mamdani首次将模糊控制应用于锅炉和蒸汽机控制,取得了良好的效果。从此模糊控制理论及模糊控制系统的应用得到迅速的发展,展示了模糊理论在控制领域内的广阔前景。如倒立摆的控制,由于倒立摆无稳定的平衡位置,因而用常规的控制方式都难以奏效,而模糊控制通过简单的模糊推理,就能对倒立摆做很好的控制,使其达到动平衡而不倒下。现在模糊控制已深入到我们的日常生活中,如模糊控制的洗衣机、变频空调器和电饭锅等。

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