一种元动作单元的压电致动振动抑制方法技术

本发明专利技术涉及数控机床精确控制技术领域，公开了一种元动作单元的压电致动振动抑制方法：1)将数控机床分解成机械元动作单元；2)确定所述机械元动作单元的具体组成；3)选取数控机床中蜗杆转动元动作单元作为被控机械元动作单元，首先由测量单元测量被控单元运行时产生的振动信号并实时传送到控制单元，经控制单元对测量信号进行模糊化转化为论域的数值，运用模糊逻辑和模糊推理进行推论，得到相应的模糊值，再经模糊PID控制程序转换为模拟电压控制信号，经功率放大器放大电压之后驱动压电致动器产生抑制信号下达给作动单元，从而实现对被控单元异常振动的抑制。本发明专利技术从元动作单元振动抑制入手提高了元动作单元以及数控机床整机的相关可靠性。机的相关可靠性。机的相关可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种元动作单元的压电致动振动抑制方法


[0001]本专利技术涉及数控机床精确控制
，特别是涉及一种元动作单元的压电致动振动抑制方法。

技术介绍

[0002]机电产品在运行时出现各种振动异常与故障则会导致产品维修时间、延误时间的增长，从而降低了产品的可用性和使用效率。蜗杆转动元动作单元作为数控机床上最小的运动单元之一，其可靠性与整机可靠性密切相关。然而影响蜗杆转动元动作单元可靠性的故障一般分为：转速波动异常、轴承与蜗杆连接处运转温度过高、整个元动作单元运转时振动幅值异常，需要一种方法，对元动作单元进行振动抑制，提升元动作单元的可靠性，进而提升数控机床的整机可靠性。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术实施的目的在于提供一种元动作单元的压电致动振动抑制方法。
[0004]为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种元动作单元的压电致动振动抑制方法，包括以下步骤：
[0006]1)将数控机床按照FMA结构化分解方法直接分解成机械元动作单元；
[0007本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种元动作单元的压电致动振动抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将数控机床按照FMA结构化分解方法直接分解成机械元动作单元；2)按照所述数控机床的需求以及所述机械元动作单元的定义，确定所述机械元动作单元的具体组成；3)选取数控机床中蜗杆转动元动作单元作为被控机械元动作单元，系统的运作首先由测量单元测量被控单元运行时产生的振动信号并实时传送到控制单元，经控制单元对测量信号进行模糊化转化为论域的数值，然后运用模糊逻辑和模糊推理进行推论，得到相应的模糊值，再将所得模糊值转经模糊PID控制程序转换为模拟电压控制信号，经功率放大器放大电压之后驱动压电致动器产生抑制信号下达给作动单元，从而实现对被控单元异常振动的抑制。2.根据权利要求1所述元动作单元的压电致动振动抑制方法，其特征在于，所述振动信号，经过信号调理、滤波及A/D转换处理后，传输到上位机，由上位机里的LabVIEW软件，根据模糊PID自适应的相应算法将得到的数字信号进行快速的计算处理，得到控制信号经D/A转换为模拟电压信号，再经过功率放大后用来驱动压电致动器，利用PVDF薄膜的逆压电效应产生抑制力，来抑制蜗杆转动元动作单元运转过程中产生的振动，完成机械元动作单元工作中的振动抑制。3.根据权利要求1所述元动作单元的压电致动振动抑制方法，其特征在于，所述机械元动作单元的具体组成包括动力源、支撑件、执行件、中间传动和紧固件五部分。4.根据权利要求1～3任一项所述元动作单元的压电致动振动抑制方法，其特征在于，所述测量单元包括振动传感器。5.根据权利要求1所述元动作单元的压电致动振动抑制方法，其特征在于，应用模糊PID作为压电致动器的控制方法，模糊PID控制器设定为双输入三输出的模式，设计本操作系统的误差E、误差变化率EC以及输出变量的隶属函数都为三角形隶属度函数，三角形隶属度函数的描述如下：N取3，定义误差E和误差变化率EC的模糊子集为{正大(PB)，正中(PM)，正小(PS)，零(ZE)，负小(NS)，负中(NM)，负大(NB)}；控制器的关键是找出PID三个参数K
p
、K
i
、K
d
与偏差量E和误差变化率EC之间的模糊关系，利用控制器中模糊控制部分来给PID控制部分的三个参数进行在线实时整定；对模糊控制器的输出进行量化后，得到模糊PID控制器的控制量的模糊子集为{正大(PB)，正中(PM)，正小(PS)，零(ZE)，负小(NS)，负中(NM)，负大(NB)}。6.根据权利要求5所述元动作单元的压电致动振动抑制方法，其特征在于，偏差量E的论域作如下模糊分级，为{
‑
6，
‑
5，
‑
4，
‑
3，
‑
2，
‑
1，0，1，2，3，4，5，6}，误差变化率EC的论域作如下模糊分级，为{
‑
36，
‑
30，
‑
24，
‑
18，
‑
12，
‑
6，0，6，18，24，30，36}，其模糊子集为偏差量E和误
差变化率EC都取为{“PB”(正大)、“PM”(正中)、“PS”(正小)、“ZO”(零)、“NS”(负小)、“NM”(负中)、“NB”(负大)}；将三个输出量K
p
、K
i
、K
d
的变化范围定义为模糊集合上的论域，分别设定为{
‑
6，
‑
5，
‑
4，
‑
3，
‑
2，
‑
1，0，1，2，3，4，5，6}、{
‑
0.6，
‑
0.5，
‑
0.4，...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛红玉，郭玉娇，罗天宇，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：