一种数控机床控制参数优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数控机床控制参数优化方法和装置，所述方法包括基于自抗扰控制器建立模型，确定待整定控制参数，获取进给系统和主轴系统的振动信号，提取振动信号特征参数；通过神经网络基于振动信号的特征参数以及待整定控制参数对主轴系统和进给系统的控制参数进行融合整定。采用一个神经网络同时实现对进给系统和主轴系统的控制参数的融合整定，并基于两个运动系统的振动信号相关性，确定二者的振动信号的耦合关系，从而调整整定参数。基于本发明专利技术的调整控制参数的方法，实现了对振动较为敏感的机床的运动控制中提高运动平稳性，减小由于整定参数选择不当造成的振动。减小由于整定参数选择不当造成的振动。减小由于整定参数选择不当造成的振动。

【技术实现步骤摘要】
一种数控机床控制参数优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及数控机床领域，尤其是一种数控机床控制参数优化方法及装置。

技术介绍

[0002]数控机床作为主要生产设备，在机械加工中起到不可忽视的作用。但由于机床加工是一种动态变换过程，由于内部零件受损、受热变形和材料硬度不均等因素的影响，在时变切削过程产生剧烈的振颤。
[0003]现有技术对数控机床振动常用的方法是通过对机床结构进行调整或者调节机床运动工况，以降低振动对加工过程的影响，且一般都是考虑单个运动系统，并没有考虑到多个运动系统之间的振动干扰耦合。
[0004]而通过分析机床运行原理可知，机床主轴运动和进给运动同时进行时，二者运动产生的振动会相互叠加，相互影响。因此，有必要结合两个运动的振动信号进行运动参数的优化。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种数控机床控制参数优化方法及装置，所述方法结合机床主轴运动和进给运动振动信号进行运动控制参数优化，实现了对振动较为敏感的机床的运动控制中提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控机床控制参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：建立控制器模型，基于自抗扰控制器建立模型，其中包括微分跟踪器、非线扩张性状态观测器以及非线性状态误差反馈控制器；S2：确定待整定控制参数，所述待整定控制参数包括进给系统和主轴系统的自抗扰控制器的参数；S3:获取进给系统和主轴系统的振动信号，提取振动信号特征参数；S4：通过神经网络基于步骤S3得到的振动信号的特征参数以及S2得到的待整定控制参数对主轴系统和进给系统的控制参数进行融合整定。2.根据权利要求1所述的数控机床控制参数优化方法，其特征在于，所述步骤S1的非线扩张性状态观测器状态方程如下：式中：e为控制误差，y为系统输出，d为非线性参数，λ1、λ2、λ3为观测系数，待优化参数；a1、a2、a3为幂函数指数值，根据经验确定，b0为控制增益，z1、z2、z3为系统当前状态量；为扩张状态观测器的输出,即为观测估计值；非线性状态误差反馈控制器：将微分跟踪器和非线扩张性状态观测器相互作用得到的误差信号作为其输入，经过计算得到误差反馈控制量控制量u
o
；式中：k1、k2为观测器系数，待优化参数；a4、a5为幂函数指数值；b0为控制增益，u为控制量；e1为跟踪信号x1与非线扩张性状态观测器估计的扰动值z1构成系统的状态误差信号，e2为微分信号x2与ESO估计的扰动值z2构成系统的状态误差,z3为非线扩张性状态观测器估计的扰动值。3.根据权利要求2所述的数控机床控制参数优化方法，其特征在于，所述fal(e,a,d)函数值表达式如下：其中，k、p、q为系数。4.根据权利要求3所述的数控机床控制参数优化方法，其特征在于，所述步骤S2待整定控制参数包括微分跟踪器的跟踪快慢的速度因子R1；非线性状态误差反馈控制器观测器系数k1、k2；非线扩张性状态观测器的观测系数λ1、λ2、λ3以及控制增益b0。5.根据权利要求1所述的数控机床控制参数优化方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：S31：振动信号采集；S32：将采集到的信号进行信号处理；S33：进行信号特征提取，包括时域特征、能量熵以及相关性特征；
所述相关性特征为进给系统和主轴系统振动信号的相关性系数，具体为：其中，s
i
、s
j
分别为进给系统和主轴系统振动信号；E(s)为信号期望值。6.根据权利要求5所述的数控机床控制参数优化方法，其特征在于，所述振动信号采集包括在床身侧面分别设置若干个加速度传感器，工作台以及导轨上分别设置若干个加速度传感器；将力传感器设置于工件上靠近刀具但不影响加工过程的位置测量主轴的振动。7.根据权利要求1所述的数控机床控制参数优化方法，其特征在于，所述将采集到的信号进行信号处理包...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵林，朱立达，赵金泽，
申请(专利权)人：苏州经贸职业技术学院，
类型：发明
国别省市：