CAJ | 학술논문

A轴单元作为五轴数控机床的关键功能部件,其控制精度直接影响整体叶盘的加工精度和表面质量.针对摩擦、齿隙、参数摄动和测量噪声等非线性干扰对A轴伺服系统控制精度的影响,提出了基于线性二次型最优控制(LQC)和滑模控制(SMC)相结合的鲁棒控制算法(LQSMC).该方法以系统状态空间表达式及LQC为基础,通过引入基于卡尔曼滤波器和控制输入的状态估计,对系统状态空间模型进行改进并定义新的滑模面方程,使得改进后的控制算法在性能上接近LQC并能有效抑制SMC的抖振.仿真分析和实验结果表明,LQSMC算法具有控制精度高、鲁棒性强和抑制干扰能力强等优点,其能有效提高A轴伺服系统的定位精度和跟踪精度,使整体叶盘型面加工精度和表面一致性得到保证,并显著降低了表面粗糙度.
A축단원작위오축수공궤상적관건공능부건,기공제정도직접영향정체협반적가공정도화표면질량.침대마찰、치극、삼수섭동화측량조성등비선성간우대A축사복계통공제정도적영향,제출료기우선성이차형최우공제(LQC)화활모공제(SMC)상결합적로봉공제산법(LQSMC).해방법이계통상태공간표체식급LQC위기출,통과인입기우잡이만려파기화공제수입적상태고계,대계통상태공간모형진행개진병정의신적활모면방정,사득개진후적공제산법재성능상접근LQC병능유효억제SMC적두진.방진분석화실험결과표명,LQSMC산법구유공제정도고、로봉성강화억제간우능력강등우점,기능유효제고A축사복계통적정위정도화근종정도,사정체협반형면가공정도화표면일치성득도보증,병현저강저료표면조조도.