多台数控铣床和柔性基础耦合振动机理与主动控制的研究

在工程实际中许多动力机械和设备安装在柔性结构上。设备与地基，地基再到设备，多台设备与地基之间构成了耦合振动系统，特别是精密设备，耦合振动会对设备的使用造成重大影响。本项目就是要研究多台数控铣床与基础耦合振动机理，建立多台数控铣床与基础耦合的振动理论基础，探索一套振动主动控制的方法。在充分考虑作动器、被动阻尼、弹性元件和薄板的基础上，建立柔性支撑、多自由度基础、多台机床与基础耦合振动的动力学模型和数学模型，构造多台数控铣床与基础耦合振动的最优控制器，开发柔性基础与单台和多台数控铣床耦合振动控制软件，实现数控铣床与基础耦合振动主动控制的性能仿真。设计、开发和制作试验设备和装置，进行此系统主动控制的试验研究。通过专门开发的试验设备和装置的试验，验证多台数控铣床与基础耦合振动的机理，探索、完善多台机器与柔性基础耦合振动主动控制的最佳途径和方法。

本项目研究了多台数控铣床与基础耦合振动机理，建立了多台数控铣床与基础耦合的振动理论基础，探索了有效的多台数控铣床与基础耦合振动主动控制的方法。结果表明：在充分考虑作动器、被动阻尼、弹性元件和薄板的基础上，以拉格朗日方程所建立的多台机床与基础耦合振动的动力学模型和数学模型是科学的和准确的；构造了多台数控铣床与基础耦合振动的最优控制器，自主开发了柔性基础与多台数控铣床耦合振动控制软件，实现了数控铣床与基础耦合振动主动控制的性能仿真，证明了在多台数控铣床与柔性基础耦合振动过程中，采用主动控制方法可以有效的控制系统中的低、中频振动。设计、开发和制作了试验设备和装置，对此系统主动控制进行了试验研究，试验结果与仿真结果相一致，从而验证了理论分析、控制方法以及试验设计的正确性、合理性和有效性，完善了多台数控铣床与柔性基础耦合振动主动控制的理论基础，实现了多台数控铣床与基础耦合振动最优主动控制的方法。