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学兔兔
I造 lI》 化
基于Isight的机床伺服参数优化技术研究
Studyon machine toolservo param etersoptim ization technologybasedon isight
孙名佳,曹文智,马晓波
SUNMing-jia,CAOWen.zhi,MAXiao.bo
(沈阳机床 (集团)有限责任公司 高档数控机床国家重点实验室,沈阳 110142)
摘 要 在研究数控机床伺服进给机构数学模型的基础上,应用Simulink建立其仿真模型。在研究伺服
进给机构特性的基础上,制定伺服参数优化的目标函数。之后给出了基于Isi8ht软件,根据目
标函数和Simulink仿真模型的伺服参数优化技术。将优化参数应用于数控系统,得出实际优化
效果,并与仿真结果相比较验证该优化技术的实用性。
关键词:机床;伺服参数优化;Isisht
中图分类号:TP29 文献标识码:A 文章编号:1009-0134(2013)08(下)-0027-03
Doi:10.3969/J.issn.1009-0134.2013.08( ).09
0 引言 控制系统:数控机床伺服控制系统一般采用
现代数控机床要求伺服控制向高精度、高速 三 闭环结构,其 中由内到外分别为 电流环、速度
度方向发展,这就要求必须提高伺服控制的响应 环和位置环 (如图1所示)。电流环和速度环采用 比
速度和跟随精度Ⅲ,而伺服参数优化技术正可以在 例积分控制 (PI控制),位置环采用 比例控制 (P控
现有的基础上尽可能地提高系统的动态性能。通 制)。为了保证系统的稳定性,控制器中还设置 了
常的伺服参数优化是基于经验 的工程调试法,这 电流滤波器和速度滤波器 。
驱动器 : 目前常用的驱动器形式为正弦波脉
种方法的优点是方便实用,适用于实际机床调试 。
宽调$]1(SPWM),一般可以将其简化成一阶惯性环
缺点是很难找到最优 的参数,无法最大限度地发
挥机床的动态性能。因此需要一种既能找到最优参 节,其时间常数为 聊,通常取 ={÷,式中
数,又能适用于实际调试的参数优化技术。
本文介绍了基于Isight与Simulink仿真模型的 为SPWM三角波载波频率 。SPWM逆变器的放
伺服参数优化技术 。该技术可 以根据 目标函数得 大系数 :阜 。式中 为SPWM逆变器输出
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出最优 的伺服参数 。文 中还将仿真结果与实测结
果相比较,验证了该优化技术的实用性 。 电压幅值, 为三角波载波的幅值 。
伺服 电机:目前数控机床常用的伺服电机为
1 伺服进给机构动力学建模 永磁交流 同步伺服电机(PMSM),并且采用矢量控
数控机床伺服进给机构框图如图1所示,一般 制技术。其数控模型为:
包括控制系统、驱动器 、伺服 电机和机械传动系
统四个部分 。它们的动力学模型如下所示。 ]『l:Il—Ra一I]『+‘1Uql,其中为q轴电
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