[发明专利]丝杠驱动进给系统的结合面参数辨识方法

摘要

本发明提供了一种丝杠驱动进给系统的结合面参数辨识方法，包括以下步骤：S1、将丝杠驱动进给系统中的床身和轴承座等效为刚体，将丝杠简化为Timoshenko梁，将左轴承组、右轴承组、螺母和导轨滑块分别通过弹簧‐阻尼单元进行模拟，最终建动丝杠驱动进给系统的动力学模型，在所述动力学模型中，所述丝杠依次分为ab梁段、bc梁段和cd梁段；这种丝杠驱动进给系统的结合面参数辨识方法将丝杠驱动进给系统简化为Timoshenko梁，通过分段的传递矩阵求出总频响函数，最后通过优化算话求得优化后的结合面参数；利用这种方法预测得到的结合面参数与实际的数值具有较好的一致性，是一种准确度较高的预测手段。

主权项

1.一种丝杠驱动进给系统的结合面参数辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将丝杠驱动进给系统中的床身和轴承座等效为刚体，将丝杠简化为Timoshenko梁，将左轴承组、右轴承组、螺母和导轨滑块分别通过弹簧‑阻尼单元进行模拟，最终建立丝杠驱动进给系统的动力学模型，在所述动力学模型中，所述丝杠依次分为ab梁段、bc梁段和cd梁段；S2、分别计算ab梁段、bc梁段和cd梁段的左右端面的传递矩阵为T_a,b,T_b,c,T_c,d；S3、计算工作台的左右端面的传递矩阵为T_b，那么丝杠驱动进给系统的总传递矩阵T＝T_a,b*T_b*T_b,c*T_c,d；令将上式简化为计算丝杠上任一点直线位移针对剪切力的频响函数H₀₀和角位移针对剪切力的频响函数N₀₀：S4、令G_e(ω)＝[H₀₀,N₀₀]是丝杠驱动进给系统的总频响函数；构造误差公式：E＝G_e(ω)‑G_m(ω)，其中G_m(ω)为锤击实验测试得到的丝杠驱动进给系统的总频响函数，E是参数向量α的非线性函数，总方差为J(α)＝E^TE＝{G_e(ω)‑G_m(ω)}^T{G_e(ω)‑G_m(ω)}S5、以总方差J(α)为目标函数，以参数向量α为优化参数，通过优化算法求解全局最优解，从而得到和其中，分别为左轴承组的直线刚度、转动刚度、直线阻尼和转动阻尼；为螺母处的直线刚度、转动刚度、直线阻尼和转动阻尼；为右轴承组的直线刚度、转动刚度、直线阻尼和转动阻尼；为导轨滑块的径向刚度和阻尼。