机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2011年
7期
148-156
,共9页
康辉民%陈小安%陈文曲%李浩如%周明红%李云松
康輝民%陳小安%陳文麯%李浩如%週明紅%李雲鬆
강휘민%진소안%진문곡%리호여%주명홍%리운송
高速电主轴%电压耦合%非线性%前馈解耦%内模解耦%动态性能
高速電主軸%電壓耦閤%非線性%前饋解耦%內模解耦%動態性能
고속전주축%전압우합%비선성%전궤해우%내모해우%동태성능
针对高速电主轴动态模型中耦合电压的非线性变化对主轴动态性能所产生的影响,通过对比前馈控制和内模控制(Internal model control,IMC)的电压解耦机理,指出IMC能够避免前馈控制时电压解耦效果依赖主轴模型参数与实际参数相匹配的不足,并利用170MD15Y20油雾润滑型电主轴和Matlab/Simulink软件分别对两种控制方法进行试验和仿真分析.结果表明,主轴的耦合电压主要受频率和转矩电流变化的影响,改变磁链子系统和转矩子系统的给定电压、以及耦合回路中无功功率在输入功率中的比例,不仅可以对主轴的功率因素、输出转矩、抗扰动能力和动态速度跟随精度等特性参数产生影响,而且使主轴的转矩脉动程度、带负载能力和转差率等随耦合电压的大小成反比例变化.因此可以根据包含上述特征信息的机械特性曲线、功率因素曲线和恒转矩曲线的变化趋势,准确判断高速电主轴的解耦效果,并预测主轴在该控制方式下的动态性能.
針對高速電主軸動態模型中耦閤電壓的非線性變化對主軸動態性能所產生的影響,通過對比前饋控製和內模控製(Internal model control,IMC)的電壓解耦機理,指齣IMC能夠避免前饋控製時電壓解耦效果依賴主軸模型參數與實際參數相匹配的不足,併利用170MD15Y20油霧潤滑型電主軸和Matlab/Simulink軟件分彆對兩種控製方法進行試驗和倣真分析.結果錶明,主軸的耦閤電壓主要受頻率和轉矩電流變化的影響,改變磁鏈子繫統和轉矩子繫統的給定電壓、以及耦閤迴路中無功功率在輸入功率中的比例,不僅可以對主軸的功率因素、輸齣轉矩、抗擾動能力和動態速度跟隨精度等特性參數產生影響,而且使主軸的轉矩脈動程度、帶負載能力和轉差率等隨耦閤電壓的大小成反比例變化.因此可以根據包含上述特徵信息的機械特性麯線、功率因素麯線和恆轉矩麯線的變化趨勢,準確判斷高速電主軸的解耦效果,併預測主軸在該控製方式下的動態性能.
침대고속전주축동태모형중우합전압적비선성변화대주축동태성능소산생적영향,통과대비전궤공제화내모공제(Internal model control,IMC)적전압해우궤리,지출IMC능구피면전궤공제시전압해우효과의뢰주축모형삼수여실제삼수상필배적불족,병이용170MD15Y20유무윤활형전주축화Matlab/Simulink연건분별대량충공제방법진행시험화방진분석.결과표명,주축적우합전압주요수빈솔화전구전류변화적영향,개변자련자계통화전구자계통적급정전압、이급우합회로중무공공솔재수입공솔중적비례,불부가이대주축적공솔인소、수출전구、항우동능력화동태속도근수정도등특성삼수산생영향,이차사주축적전구맥동정도、대부재능력화전차솔등수우합전압적대소성반비례변화.인차가이근거포함상술특정신식적궤계특성곡선、공솔인소곡선화항전구곡선적변화추세,준학판단고속전주축적해우효과,병예측주축재해공제방식하적동태성능.