[发明专利]基于动刚度评价的直接进给轴伺服参数优化方法

摘要

本发明涉及一种基于动刚度评价的伺服参数优化方法及系统，具体对象为直接进给轴，其步骤包括确认系统性能参数，保证驱动直线电机的伺服系统正常使能；逐步增大速度环增益，当进给轴发生共振啸叫时，读取速度环伯德图各超调点所在频段以及带宽数据；通过本发明提出的动刚度测量方法，计算得到动刚度频谱图，确定伺服系统共振频段，结合伯德图确定共振频段带宽，在伺服系统中设置相应的电子滤波器，对共振频段进行抑制。本发明提供的基于动刚度评价的伺服参数优化方法，能够有效地优化直接进给轴伺服参数。

主权项

一种基于动刚度评价的直接进给轴伺服参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：确认伺服系统性能参数，保证驱动直线电机的伺服系统正常工作，伺服性能参数包括系统周期、系统插补周期，保证静态时系统负载不超过40%；步骤2：建立伺服动刚度模型建立直接进给轴伺服系统数学模型，其中，伺服系统包括位置控制环、速度控制环、电流控制环、矢量变换环节、电流控制电压型逆变器以及相应的反馈元件；步骤3：通过速度控制环逐步增大伺服系统的速度环增益，当进给轴发生共振啸叫时，读取速度环伯德图各超调点所在频段以及带宽数据；步骤4：通过动刚度测量和计算得到动刚度频谱图其中，动刚度测量系统包括：直接进给轴、激振锤、加速度传感器、激光干涉仪、数据采集板卡、计算机动刚度测试系统，激振锤与数据采集板卡信号输入端连接，数据采集板卡输出端与计算机连接，激光干涉仪安装于试验平台上，信号输出端与计算机相连；其测量及计算方法为，使用激振锤敲击直接进给轴产生激励脉冲，然后用数据采集板卡采集激振力信号，激光干涉仪采集位移响应信号，再将采集到的激励力信号和位移响应信号传输到计算机，由计算机将采集到的时域信号转至频率，最后经计算机处理输出所测动刚度频谱图，确定伺服系统共振频段；步骤5：结合伯德图确定共振频段带宽，在伺服系统中设置相应的电子滤波器，对共振频段进行抑制；步骤6：重复第三步骤、第四步骤和第五步骤，继续增大速度环增益，针对需要优化的频段，调整伺服参数，增加进给轴无超调频段宽度；在超调频段的幅值不超过3dB的条件下，实现进给轴在工作频段的0dB频段带宽得到优化调整，获得其宽度最大值，也使首个超调点所处频率值最高。