cnc加工核心數(shù)控車床零配件：交流伺服電機(jī)噪聲的解決方案

噪音通常界定為數(shù)據(jù)信號(hào)中的沒用成份，噪音無所不在。在數(shù)控車床以及周邊環(huán)境中，噪音振蕩是難以避免的，噪音振蕩包含由溫度改變導(dǎo)致的飄移及其各種各樣電氣設(shè)備振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)等。各種各樣噪音振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)必定會(huì)減少伺服控制系統(tǒng)的追蹤精密度。在數(shù)控車床控制箱中，一般選用接地裝置技術(shù)性、屏蔽掉技術(shù)性、隔離技術(shù)來清除噪音振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)的危害。

對(duì)于各種各樣振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)設(shè)計(jì)方案振蕩觀測(cè)器并在工業(yè)機(jī)械手中開展賠償是一種降低振蕩危害、從而提升系統(tǒng)軟件可擴(kuò)展性的方法。世界各國很多專家學(xué)者對(duì)于伺服控制中振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)，開展了賠償控制措施科學(xué)研究。KIM等設(shè)計(jì)方案了一個(gè)模糊不清振蕩觀測(cè)器，用以多鍵入多導(dǎo)出系統(tǒng)軟件的意見反饋?zhàn)粉櫜倏v，將模糊不清振蕩觀測(cè)器用以永磁同步電機(jī)的速率操縱;RYOO等設(shè)計(jì)方案了一個(gè)魯棒性振蕩觀測(cè)器，在光盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)軟件的磁盤追蹤操縱中開展了試驗(yàn);LU等選用爬模反復(fù)控制理論科學(xué)研究了振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)觀測(cè)器;董明曉等融合混和敏感度設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)方案了數(shù)控車床伺服驅(qū)動(dòng)器H∞魯棒控制器。

原文中剖析了噪音振蕩對(duì)伺服控制系統(tǒng)追蹤精密度的危害，明確提出了一種對(duì)于噪音振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)觀察與賠償?shù)目刂拼胧?根據(jù)檢驗(yàn)加到伺服驅(qū)動(dòng)器上的工作電壓和交流伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度，將噪音振蕩觀察出去，并將振蕩賠償量累加到部位控制板導(dǎo)出中完成賠償。對(duì)于典型性鋸齒狀波噪音振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)干了模擬仿真實(shí)驗(yàn)。

數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)實(shí)體模型及其電氣設(shè)備振蕩危害

帶噪音振蕩的半閉環(huán)控制進(jìn)刀伺服控制系統(tǒng)方塊示意圖。設(shè)來源于插補(bǔ)器的部位命令數(shù)據(jù)信號(hào)為X(s)，交流伺服電機(jī)角速度導(dǎo)出信息為Y(s)，設(shè)部位操縱階段選用控制算法，開環(huán)傳遞函數(shù)為噪音振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)造成的穩(wěn)態(tài)誤差與振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)自身相關(guān)，還與N(s)在走刀伺服控制系統(tǒng)中作用點(diǎn)以前的一部分相關(guān)。

噪音振蕩觀察與賠償方式

走刀伺服控制系統(tǒng)中，添加噪音振蕩觀察和賠償階段。如下圖2所顯示，根據(jù)檢驗(yàn)加到伺服驅(qū)動(dòng)器上的電流預(yù)警和交流伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度，將振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)N(s)觀察出去，并將振蕩賠償量累加到部位控制板導(dǎo)出中完成賠償。

由式(3)—(5)可獲得添加噪音振蕩及其觀察與管道補(bǔ)償器后系統(tǒng)軟件閉環(huán)控制開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)，與式(2)完全一致，表明圖2所顯示對(duì)于噪音振蕩的觀察與賠償方式可以賠償振蕩危害，提升系統(tǒng)的抗干擾性。

噪音振蕩觀察與賠償方式模擬仿真

部位控制板階段，選用PID控制，比例系數(shù)為8.1，積分指數(shù)為0.002，全微分指數(shù)為0.032。對(duì)噪音振蕩開展觀察賠償模擬仿真科學(xué)研究時(shí)，設(shè)部位命令鍵入數(shù)據(jù)信號(hào)為2sin(0.4πt);噪音振蕩為鋸齒狀波數(shù)據(jù)信號(hào)，幅度值為0.5，周期時(shí)間為2s。

當(dāng)不考慮到噪音振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器走刀系統(tǒng)軟件的跟蹤誤差如下圖4所顯示，系統(tǒng)軟件跟蹤誤差在±0.006mm范疇內(nèi);當(dāng)添加噪音振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)但不開展振蕩觀察與賠償時(shí)，跟蹤誤差如下圖5所顯示，系統(tǒng)軟件跟蹤誤差在±0.02mm范疇內(nèi);當(dāng)選用原文中噪音振蕩觀察與賠償方式后，跟蹤誤差如下圖6所顯示，系統(tǒng)軟件跟蹤誤差在±0.007mm范疇內(nèi)。比照表明所科學(xué)研究噪音振蕩觀察與賠償方式，可合理提升伺服驅(qū)動(dòng)器走刀系統(tǒng)軟件的抗干擾性。

結(jié)果

噪音數(shù)據(jù)信號(hào)無所不在，在數(shù)控車床伺服控制系統(tǒng)控制器連接處，噪音振蕩包含由溫度改變導(dǎo)致的飄移及其各種各樣電氣設(shè)備振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)等。各種各樣噪音振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)必定會(huì)減少伺服控制系統(tǒng)的追蹤精密度。原文中并不是從硬件配置，反而是從手機(jī)軟件賠償視角，設(shè)計(jì)方案了一種對(duì)于噪音振蕩的觀察與賠償方式:根據(jù)檢驗(yàn)加到伺服驅(qū)動(dòng)器上的工作電壓和交流伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度，將噪音振蕩觀察出去，并將振蕩賠償量累加到部位控制板導(dǎo)出中完成賠償。對(duì)于典型性鋸齒狀波振蕩數(shù)據(jù)信號(hào)的模擬仿真表明:所明確提出觀察與賠償方式能有效的提升追蹤精密度，提升系統(tǒng)的抗干擾性。該方式是對(duì)硬件配置抗振蕩技術(shù)性的一個(gè)有利填補(bǔ)。

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