開放式數控系統(tǒng)關鍵技術的研究及應用.pdf

1、該文在對開放式數控系統(tǒng)的研究現狀、基于PC的開放式數控系統(tǒng)的發(fā)展進行全面分析與總結的基礎上,提出全軟件型的開放式數控系統(tǒng)實現形式.該文結合實際科研項目,在分析現有技術研究現狀的基礎上,就開放式數控系統(tǒng)包含的三個關鍵技術:參考軌跡插補、伺服控制、輪廓控制進行了深入系統(tǒng)的研究:1.分析了現有數控系統(tǒng)插補方式中存在的問題,借鑒Look-ahead技術和超級形狀復原的基本思想,提出了參考軌跡插補的新思路.在綜合考慮伺服進給速度盡可能平穩(wěn)、由曲線

2、變化引起的各運動軸速度及其變化率不超過伺服系統(tǒng)驅動能力、以及速度變化時的平滑加減速控制等因素下,實現了沿運動軌跡的有效進給速度曲線的合理確定,解決了伺服系統(tǒng)進給運動高速、平滑控制的關鍵問題.2.在對一個兩軸聯動數控機床的伺服系統(tǒng)進行理論建模的基礎上,基于最小二乘原理,結合實驗辨識的方法得到了系統(tǒng)的動力學模型.利用系統(tǒng)的根軌跡對伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了分析,在證明系統(tǒng)狀態(tài)的可控性和可觀性的基礎上,提出基于現代控制理論的最優(yōu)二次型伺服控制器設

3、計,與常規(guī)基于古典控制理論的反饋控制器相比,該文提出的控制器基于開放式數控系統(tǒng)平臺,充分利用了伺服系統(tǒng)的全部狀態(tài)信息和指令信息,實現了伺服系統(tǒng)對指令輸入的最優(yōu)跟蹤控制.3.將交叉耦合控制成功地應用到該文提出的開放式數控系統(tǒng)的輪廓控制中,分析對比了幾種前人提出的交叉耦合控制器結構,指出交叉耦合控制在傳統(tǒng)數控系統(tǒng)中應用的局限性.基于開放式數控系統(tǒng)的平臺,利用參考軌跡離線插補的優(yōu)勢,提出了一個實時輪廓誤差的求解模型和誤差補償策略.在理論研究與