小龙门数控加工中心的机电耦合分析与优化方法技术

一种小龙门数控加工中心的机电耦合分析与优化方法，该方法包括以下内容：(1)建立小龙门数控加工中心机电耦合模型；(2)确定机电参数作为设计变量并确定变量空间、综合响应效率和响应精度作为评价指标，采用全因子设计法设计方法创建样本点，修改机电耦合模型中的参数，得到响应值；(3)构造极限学习机(ELM)，并将所选的机电参数、响应值作为样本数据，建立映射规律；(4)采用二进制引力搜索算法(RGSA)对极限学习机进行优化，获取最优响应值。本发明专利技术通过分析机电参数对小龙门数控加工中心动态性能的影响，对机械参数和控制参数进行优化，对样机的生产制造具有指导意义。

【技术实现步骤摘要】
小龙门数控加工中心的机电耦合分析与优化方法
本专利技术属于机床制造领域，尤其涉及一种小龙门数控加工中心的机电耦合分析与优化方法。
技术介绍
小龙门数控加工中心采用门型封闭式结构，具有刚性好，轻型重载，加工精度高及主轴高度限制小等优点，特别适合于品种多样化、异型精密零部件的加工，在很多应用领域已逐渐取代大、中型立式加工中心，应用前景非常广阔。研发高性能的小龙门数控加工中心对工业产业的发展具有重大意义。小龙门数控加工中心是一种典型的机电一体化设备，其工作需要伺服驱动、控制单元和机械结构的密切相互作用，整体性能有由这些系统协同决定。传统设计制造方法一般是将各个系统组件分工设计制造之后再联合组装，没有考虑系统间耦合关系，使得最终性能受到不同程度的影响。因此，在设计制造过程中需要建立系统间的机电耦合关系，得到机械结构和控制参数对性能的耦合影响规律，在此基础上进行优化设计，最大程度地提高设计质量和设计效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种小龙门数控加工中心的机电耦合分析与优化方法，基于小机电耦合模型，探究关键机电参数对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小龙门数控加工中心的机电耦合分析与优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：建立小龙门数控加工中心机电耦合模型，具体包括：/n(1)设置初始材料属性和几何参数，确定丝杆轴等效转动惯量J

【技术特征摘要】
1.一种小龙门数控加工中心的机电耦合分析与优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：建立小龙门数控加工中心机电耦合模型，具体包括：
(1)设置初始材料属性和几何参数，确定丝杆轴等效转动惯量JEqu、丝杆轴等效阻尼系数fEqu、丝杆轴等效刚度KEqu、丝杆导程S0、齿轮减速比i。机械传动系统中输出位移XP与电动机转角θ的传递函数为：



(2)对于控制系统，电机输入电压F、位置反馈电压Pf、位置调节器比例增益K1、位置反馈系数KP、速度反馈电压Vf、速度调节器比例增益K2、速度反馈系数KV、积分时间T2、电动机转速ω、整流放大系数KZ、滞后时间TZ、反电动势Ke、机械时间常量Tm、电气时间常量Td。
电机转速ω与转角θ传递函数为：



位置反馈电压Pf与输出位移XP的传递函数为：
Pf(S)＝KPXP(S)
速度反馈电压Vf与电机转速ω的传递函数为：
Vf(S)＝KVω(S)
(3)所述小龙门数控加工中心机电耦合模型结构，对应机电耦合控制系统状态空间模型为：



式中：



B＝[K1K1K200000]T



步骤2：确定机电参数作为设计变量并确定变量空间、综合响应效率和响应精度作为评价指标，采用全因子设计法创建样本点，修改机电耦合模型中的参数，得到响应值；
步骤3：构造ELM，并将步骤2所得的机电参数、响应值作为样本数据，建立映射规律；
步骤4：采用RGSA算法对ELM进行优化，获取最优响应值。


2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁思勉，宋华雄，黄天仑，周华民，张云，李锡康，
申请(专利权)人：深圳市烨嘉为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44