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虛擬軸加工中心滑模控制研究
閱讀：88 發(fā)布時間：2020-8-11伯特利數(shù)控 加工中心 鉆攻中心
前言：
圓弧齒輪是一種較新型的機械傳動副，由日本 學(xué)者長谷川吉三郎等人于20世紀80年代提出，它具有接觸線長、重合度大、傳動平穩(wěn)、無退刀槽、無軸向力等特點，能夠取代傳統(tǒng)的漸開線直齒輪、斜齒輪及人字齒輪[12].
由于圓弧齒輪的齒面是一種曲面，傳統(tǒng)的漸開線直齒、斜齒、人字齒的加工方法不能用于加工此種新型齒輪.國內(nèi)外學(xué)者對圓弧齒輪的加工方式進行了深入的研究，比較有代表性的加工方式有：旋轉(zhuǎn)刀盤法、大刀盤分度切齒法、三刀頭旋轉(zhuǎn)切制法、CNC滾切法、擠齒法、圓拉法和平行連桿加工法等[3_6].
虛擬軸加工中心是一種具有運動精度高、剛度大、負載能力強、結(jié)構(gòu)緊湊、抗振性強、運動慣性小、切削穩(wěn)定性好等特點的加工中心[7].考慮到圓弧齒輪的齒面精度會影響其性能，本文利用虛擬軸加工中心來實現(xiàn)圓弧齒輪的齒面加工；利用虛擬軸加工中心加工圓弧齒輪可以提高其曲面的精度，從而提高圓弧齒輪的性能.而虛擬軸加工中心加工曲面的精度與加工中心桿的位置精度息息相關(guān)，目前國內(nèi)外學(xué)者對于直線伺服電機的位置控制算法研究較多，主要包括PID控制迭代控制[1<»1]和滑模控制[12_13]等.
本文以虛擬軸加工中心的直線伺服電機為研究對象，提出了一種基于干擾觀測器的滑模控制算法來控制虛擬軸加工中心各桿的位置；同時為了進一步抑制滑模控制中存在的抖動現(xiàn)象，減小抖動現(xiàn)象對控制的精度和穩(wěn)定性的影響，對提出的基于干擾觀測器的滑模控制算法進行了改進；為了驗證所提算法的有效性，在MATLAB中進行了仿真，仿真結(jié)果表明：所設(shè)計的控制算法能夠有效地對虛擬軸加工中心各桿的干擾進行觀測，改善了虛擬軸加工中心的軌跡跟蹤性能，同時滑模控制中的抖動現(xiàn)象也得到了改善.