基于频响函数法的滚珠丝杠进给系统动态参数辨识方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于频响函数法的滚珠丝杠进给系统动态参数辨识方法，该方法通过子结构划分，先将进给系统划分为轴向子结构、扭转子结构和工作台子结构，先求取各子结频响函数，再耦合各子结构的频响函数组成进给系统的数学模型。将模型中的刚度、阻尼作为优化变量，将模型计算的理论值与实验测试的实验值的误差最小作为目标函数，通过差分进化算法分两步优化目标函数分别辨识出刚度与阻尼。通过模型预测结果与实验结果对比表明，该方法可以准确辨识结合部动态参数，该模型可以很好的反映进给系统的动态特性。

【技术实现步骤摘要】
基于频响函数法的滚珠丝杠进给系统动态参数辨识方法
本专利技术涉及一种滚珠丝杠进给系统的动态参数辨识方法，具体涉及滚珠丝杠进给系统的子结构划分、子结构的频响函数求法与各子结构频响函数的耦合，以及结合部参数的辨识。属于机械动力学

技术介绍
滚珠丝杠进给系统由于其高效率、寿命长等优点在数控机床等多种机械结构应用极为广泛。进给系统的性能直接关系着整机的综合动态性能。进给系统动态性能的好坏主要取决于进给系统中的各结合部，结合部的存在破坏了整机的连续性，有研究表明，机床的振动问题表60％以上来源于结合部。因此准确的辨识各结合部的动态参数具有重要意义，对滚珠丝杠进给系统的设计、制造、控制、动态特性分析都有很重要的意义。在滚珠丝杠进给系统结合部参数辨识方面，现在专利的情况是：申请号CN201210574911.6与申请号CN201210457121，设计两种不同的静刚度测量装置及方法，实现了滚珠丝杠副轴向静刚度的测量；申请号CN201010565577.9，设计了一种滚珠丝杠副轴向静刚度测试夹具，实现了滚珠丝杠副轴向静刚度的测量；这两种方法者只能实现轴向静刚度的测量，不能实现滚珠丝杠副动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于频响函数法的滚珠丝杠进给系统的参数辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立进给系统的轴扭混合模型，其中考虑滚珠丝杠轴向变形与扭转变形；步骤2：对滚珠丝杠进给系统模型进行子结构划分，分别将进给系统轴向模型与扭转模型当中直接与螺母连接的一段丝杠，与工作台一起组成工作台子结构，进给系统轴向模型的剩余部分组成轴向子结构，进给系统扭转模型的剩余部分组成扭转子结构，其中工作台子结构中的各部分采用集中参数模拟，轴向与扭转子结构中的各部分采用分布参数模拟；步骤3：根据子结构内部的连接条件分别计算各子结构的频响函数；步骤4：根据各子结构之间的连接条件耦合各子结构的频响函数，计算进给系统的数学...

【技术特征摘要】
1.一种基于频响函数法的滚珠丝杠进给系统的参数辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立进给系统的轴扭混合模型，其中考虑滚珠丝杠轴向变形与扭转变形；步骤2：对滚珠丝杠进给系统模型进行子结构划分，分别将进给系统轴向模型与扭转模型当中直接与螺母连接的一段丝杠，与工作台一起组成工作台子结构，进给系统轴向模型的剩余部分组成轴向子结构，进给系统扭转模型的剩余部分组成扭转子结构，其中工作台子结构中的各部分采用集中参数模拟，轴向与扭转子结构中的各部分采用分布参数模拟；步骤3：根据子结构内部的连接条件分别计算各子结构的频响函数；步骤4：根据各子结构之间的连接条件耦合各子结构的频响函数，计算进给系统的数学模型；步骤5：辨识滚珠丝杠进给系统结合部参数，将阻尼设置为0，以所有刚度作为优化变量，以数学模型计算的理论固有值与实验测试的实验固有频率值误差最小作为目标函数，通过差分进化算...

【专利技术属性】
技术研发人员：田丰庆，朱坚民，李孝茹，赵展，张玮，颜正杰，冯创意，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31