一种考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度精确预测方法技术方案

本发明专利技术提供的一种考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度精确预测方法，包括以下步骤：步骤一，根据考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度分析模型，得到机械系统三个方向扭转振荡的干扰传递函数；步骤二，根据步骤一得到的干扰传递函数，提取特征方程；步骤三，将实际系统参数带入步骤二中得到的特征方程中，得到特征方程的根，对特征方程的根进行判别；步骤四，利用步骤一得到的系统干扰传递函数和步骤三中的判别结果，得到考虑机械扭转振荡的系统运动精度；本发明专利技术利用计算结果能够讨论不同伺服控制参数和不同频率推力谐波作用下，机械系统各项结构参数对系统运动精度的影响规律，对于实现直驱进给系统机电集成设计和机械结构的主动优化具有重要的价值和意义。

An Accurate Prediction Method for Motion Accuracy of Direct Drive High Speed Feed System Considering Mechanical Torsional Oscillation

【技术实现步骤摘要】
一种考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度精确预测方法
本专利技术属于电机驱动与控制领域，具体涉及一种考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度精确预测方法。
技术介绍
永磁同步直线电机进给系统取消了所有中间机械传动环节，能够实现进给运动的“零传动”，具有结构简单、刚度大、进给速度和加速度高以及运动性能好等优点，在机器人、轨道交通、高速机床等领域具有良好的应用前景。然而直接驱动结构，也具有诸多显著的缺点，诸如推力波动大、干扰敏感、成本高、控制难度大等。国内外学者针对直驱进给系统中存在的各种问题，进行了大量的研究工作，提出了多种控制补偿方法，这些方法对于改善直驱进给系统的推力波动和运动精度具有重要的意义。但是目前的研究工作中，均把直驱进给系统的机械环节简化为了简单的单惯量系统，忽略了机械系统的动态特性。众多的现场实验测试表明，直驱进给系统的机械传动环节并非理想的单惯量环节，受导轨滑块结合部动态特性的影响，存在着多种形式的振动模态。忽略这些机械扭转振动对系统运动精度的影响，建立的相关分析模型得到的理论计算结果与实际存在较大的偏差，难以满足工程需求。此外，由于缺乏相关的理论依据，目前的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度精确预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度分析模型，得到机械系统三个方向扭转振荡的干扰传递函数；步骤二，根据步骤一得到的干扰传递函数，提取特征方程；步骤三，将实际系统参数带入步骤二中得到的特征方程中，得到特征方程的根，对特征方程的根进行判别；步骤四，利用步骤一得到的系统干扰传递函数和步骤三中的判别结果，得到考虑机械扭转振荡的系统运动精度。

【技术特征摘要】
1.一种考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度精确预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度分析模型，得到机械系统三个方向扭转振荡的干扰传递函数；步骤二，根据步骤一得到的干扰传递函数，提取特征方程；步骤三，将实际系统参数带入步骤二中得到的特征方程中，得到特征方程的根，对特征方程的根进行判别；步骤四，利用步骤一得到的系统干扰传递函数和步骤三中的判别结果，得到考虑机械扭转振荡的系统运动精度。2.根据权利要求1所述的一种考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度精确预测方法，其特征在于，步骤一中，机械系统三个方向扭转振荡的干扰传递函数的表达式为：其中，Grp(s)，Gry(s)和Grr(s)分别为机械俯仰振荡、偏摆振荡、和横滚振荡干扰传递函数。3.根据权利要求1所述的一种考虑机械扭转振荡的直驱高速进给系统运动精度精确预测方法，其特征在于，步骤二中，特征方程的表达式为：其中，ap＝TvJy；ay＝TvJz；ar＝TvJx；bp＝TvCθy+KvKFTvMpSp；by＝TvCθz+KvKFTvMySy；br＝TvCθx+KvKFTvMrSr；cp＝TvKθy+KvKFMpSp+KpKvKFTvMpSp；dp＝KpKvKFTvMpSp；cy＝TvKθz+KvKFMySy+KpKvKFTvMyS...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓君，赵万华，刘辉，张俊，吕盾，权力，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61