数控机床进给系统跟踪误差预测与控制方法技术方案

技术编号:46396906 阅读:5 留言:0更新日期:2025-09-16 19:48
本发明专利技术涉及数控加工技术领域,其目的在于提供了一种基于数字孪生的数控机床进给系统跟踪误差预测与控制方法,首先考虑进给系统摩擦的影响,辨识并构建LuGre摩擦力模型,将该摩擦力模型引入单轴数字孪生联合仿真机理模型,其次利用扩展卡尔曼滤波融合虚实数据,训练基于注意力机制和河马优化算法优化的时域卷积门控循环神经网络模型进行跟踪误差快速预测,最后利用模型预测的跟踪误差值驱动无模型自适应控制器,控制孪生机理模型的跟踪误差,提升单轴进给系统的仿真精度。本发明专利技术实现了对实时跟踪误差与轮廓误差的控制,有效解决了现有方法存在控制动作滞后、控制效果不佳以及误差预测速度慢等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数控加工,具体涉及一种基于数字孪生的数控机床进给系统跟踪误差预测与控制方法


技术介绍

1、进给系统在数控机床中有着极其关键的作用,其运动性能直接影响加工精度与效率。相关研究表明,机床进给系统容易受到动力学失配、柔性部件的干扰以及切削力和摩擦等非线性因素的影响,从而导致共振、闭环带宽减少、跟踪精度下降和轮廓误差增大等问题。这些误差最终会通过机床的运动链进行累积,最终影响零部件的加工质量。

2、一般来说,通过调整比例积分导数(pid)控制器或运用迭代学习控制来减少跟踪误差的方法比较简单,但这种方法很容易受到控制器带宽影响,控制精度较低。并且,大多数伺服系统通常不支持用户修改其内置控制程序,以调整pid控制器的动态参数。同时,在实际应用过程中,大多数情况下使用的控制信号都是根据之前测量的误差计算的,所以该方法的控制动作总是滞后于误差,即在控制动作工作之前就已经发生了跟踪误差。因此研究一种既能提高加工精度与效率,且同时具备单轴跟踪精度预测与控制的方法极为重要。


技术实现思路

1、本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种数控机床进给系统跟踪误差预测与控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的进给系统跟踪误差预测与控制方法,其特征在于,所述步骤1)具体包括:通过SolidWorks对滚珠丝杠、联轴器、滑块导轨关键传动部分建模,以Parasolid格式映射物理对象的几何信息并存入数据库;将数据库文件导入Adams设置质心、位置、质量参数及材料属性,添加固定副、移动副、转动副、螺旋副连接关系;将机械系统导出至Matlab生成Simul ink可仿真的动力学模型。

3.根据权利要求1所述的进给系统跟踪误差预测与控制方法,其特征在于,所述步骤2)中LuGre摩擦...

【技术特征摘要】

1.一种数控机床进给系统跟踪误差预测与控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的进给系统跟踪误差预测与控制方法,其特征在于,所述步骤1)具体包括:通过solidworks对滚珠丝杠、联轴器、滑块导轨关键传动部分建模,以parasolid格式映射物理对象的几何信息并存入数据库;将数据库文件导入adams设置质心、位置、质量参数及材料属性,添加固定副、移动副、转动副、螺旋副连接关系;将机械系统导出至matlab生成simul ink可仿真的动力学模型。...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄华梅乐张晖旺辛军博夏义俊吴亚东聂敏张熙龙王凯铭
申请(专利权)人:兰州理工大学
类型:发明
国别省市:

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