一种复杂曲面零件柔顺磨抛串联弹性执行器刚度优化方法技术

本发明专利技术公开了一种复杂曲面零件柔顺磨抛串联弹性执行器刚度优化方法，该方法以所述串联弹性执行器的直线轴承与挡板不发生干涉为目标，选择满足串联弹性执行器正常工作条件的最低弹簧刚度，作为弹簧刚度的第一最小值；根据磨抛所需要的大力带宽，选择满足大力带宽要求的最低弹簧刚度，作为弹簧刚度的第二最小值；根据实际磨抛过程中对串联弹性执行器控制系统开环带宽的要求，来选择满足最低开环带宽要求的最低弹簧刚度，作为弹簧刚度的第三最小值；并以其中的最小值作为所述串联弹性执行器的最优弹簧刚度；通过综合的选择最优的弹簧刚度，能够在满足实际磨抛条件同时，提高串联弹性执行器力控柔顺性，从而提高复杂曲面零件磨抛后的表面质量。抛后的表面质量。抛后的表面质量。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂曲面零件柔顺磨抛串联弹性执行器刚度优化方法


[0001]本专利技术属于材料磨抛加工领域，更具体地，涉及一种复杂曲面零件柔顺磨抛串联弹性执行器刚度优化方法。

技术介绍

[0002]复杂曲面零件广泛应用于航空发动机、汽轮机等能量转换装置的核心部件。这类零件外形复杂，加工余量小，对轮廓精度和表面质量要求高。为了提高表面质量和精度，需要磨抛机构有一定的柔顺性，进行柔性抛光。通过在磨抛机构中的电机和负载之间加入弹簧组成串联弹性力控执行器有很好的柔顺性，将其应用到复杂曲面零件磨抛中，可以降低超调量，减小稳态力误差，提高零件磨抛后的表面质量。
[0003]通常来说，磨抛机构的柔顺性越好，力控超调量越小，稳态力误差越小，磨抛后表面质量越好；同时，磨抛机构的柔顺性越好，其阻抗越小，抗冲击能力越强，就不容易对磨抛机构和工件造成损坏。
[0004]因此，串联弹性力控执行器中的弹簧刚度选取尤为重要，弹簧刚度过大，会导致柔顺性不好，容易产生超调，稳态力误差较大，力控效果不佳；弹簧刚度过小，则会影响控制系统的带宽，力控效果也会受到影响。所以，需要对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂曲面零件柔顺磨抛串联弹性执行器刚度优化方法，其特征在于，包括：S1，根据伺服电机的控制模式建立串联弹性执行器的传递函数，基于所述传递函数，建立串联弹性执行器控制系统的开环传递函数；S2，以所述串联弹性执行器的直线轴承与挡板不发生干涉为目标，计算弹簧刚度的第一最小值；S3，根据磨头刚度、磨抛所需的大力带宽的最小值、大力带宽与弹簧刚度之间关系式，确定所述弹簧刚度的第二最小值；S4，令所述开环传递函数的幅值为1，根据预设的开环带宽的最小值及磨头刚度，确定所述弹簧刚度的第三最小值；S5，取所述第一最小值、第二最小值及第三最小值中的最小值作为所述串联弹性执行器的最优弹簧刚度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当伺服电机的控制模式为速度控制模式或位置控制模式时，所述大力带宽与弹簧刚度k
s
之间的关系式为：其中，k
e
为磨头刚度，k为电机与负载之间的传动比，w0为大力带宽，F
sat
为电机可输出的最大力，V
sat
为电机可输出的最大速度；当伺服电机的控制模式为力矩控制模式时，所述大力带宽与弹簧刚度k
s
之间的关系式为：其中，m为负载质量。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述串联弹性执行器控制系统的开环传递函数为：G
v
(s)＝G(s)G
d
(s)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨吉祥，陈海清，王立成，丁汉，
申请(专利权)人：华中科技大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：