混合驱动电主轴驱动性能及智能控制研究

基本信息
批准号:51405209
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:单文桃
学科分类:
依托单位:江苏理工学院
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨龙兴,何庆,冯煜,马可
关键词:
混合驱动智能控制神经网络反演控制电主轴
结项摘要

Aiming at the practical engineering problem of matching the high-performance motorized spindle output characteristics with complex working conditions, a topic with”Research on the Drive Performance and Intelligent Control of Hybrid Drive Motorized Spindle“ is proposed.On the one hand, adopting the thinking of function and characteristic complementary advantages, through hybrid driving the motors with complementary characteristics in dynamical output range. Based on these, it can realize the motorized spindle unit operation at complex conditions, and the dynamical output characteristic can be improved, thereby enhancing the overall processing properties of high-speed machining HSM; On the other hand, according to high-speed motorized spindle (HSMS) is a complex controlled object of uncertainty, nonlinear and strong coupling, this research proposes a block adaptive backstepping control strategy for it based on intelligent adjustment neural network, which has a stronger robustness to parameter variations and load disturbances, finally, the dynamic and static performance of motorized spindle will be improved. Expected results not only have a great academic significance in science and technology, but also have a significant social and economic benefits in engineering applications .

针对高性能电主轴输出特性与复杂工况匹配这一工程实际问题,提出了“混合驱动电主轴驱动性能及智能控制研究”课题。一方面,采用功能及特性优势互补思路,通过对在动态输出范围具有互补特性的电机进行混合驱动,来实现电主轴单元的复杂工况运行,提高电主轴的动态输出特性,从而提升高速加工机床的整体加工性能;另一方面,针对电主轴驱动控制系统的不确定,非线性,强耦合等控制难点,提出基于智能调节神经网络的块控自适应反演控制方案,对主轴实际运行时的参数变化和负载扰动等具有较强鲁棒性,从而改善主轴驱动控制系统的动静态性能。预期成果不仅在科技层面有重大的学术意义,而且在工程应用层面有重大的社会经济效益。

项目摘要

针对高性能电主轴输出特性与复杂工况匹配这一工程实际问题,提出了“混合驱动电主轴 驱动性能及智能控制研究”课题。一方面,采用功能及特性优势互补思路,通过对在动态输出范围具有互补特性的电机进行混合驱动,来实现电主轴单元的复杂工况运行,提高电主轴的动态输出特性,从而提升高速加工机床的整体加工性能;另一方面,针对电主轴驱动控制系统的不确定,非线性,强耦合等控制难点,提出基于智能调节神经网络的块控自适应反演控制方案,对主轴实际运行时的参数变化和负载扰动等具有较强鲁棒性,从而改善主轴驱动控制系统的动静态性能。. 项目执行期内已经成功研发出混合驱动机床装置并申报了发明专利,研究提出基于智能RBF调节神经网络的高速电主轴块控自适应反演控制方案,主轴转子转速及磁链跟踪均显示出优良的瞬态性能并且能够对附加扭矩干扰以及主轴系统的不确定性具有较强的鲁棒性。主轴系统在受冲击载荷后磁链偏差仅为0.0015wb,且在0.1秒后即达到稳定状态;主轴的输出转速和转矩的跳动量分别为0.6 r/min和0.2N·m。. 通过本项目为期三年的研究,混合驱动电主轴可以同时实现低速大转矩以及高速大功率加工,另外通过智能控制策略的研究,设计具备完善控制策略的驱动控制器可以实现加工中心电主轴单元优越的动态性能输出。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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