直线电机垂直驱动珩磨机床的往复运动系统研究

摘要

珩磨机床往复运动系统是珩磨机床中关键的运动环节，本文应用PMLSM驱动珩磨机床垂直往复运动可以提高往复运动的精度、速度和高加速度，使珩磨效率和质量提高。本文对 PMLSM垂直驱动数控珩磨机床的往复运动系统进行了研究，建立了 PMLSM的数学模型，提出了 PMLSM的控制方式，并对 PMLSM进行调试和实验，设计了 PMLSM控制系统和人机界面，最后对 PMLSM垂直应用中的安全题进行了相关研究。其主要内容如下：
　　（1）以电磁学理论为基础，建立PMLSM的电磁学模型，以PMLSM垂直驱动数控珩磨机床往复运动系统结构为基础，建立了PMLSM的动力学模型。
　　（2）采用理论分析和MATLAB仿真深入研究了数控珩磨机床中PMLSM运动状态对珩磨效率和质量的影响。研究结果表明，提高 PMLSM的运动速度和加速度可以提高珩磨效率；提高 PMLSM的位置精度、运动平稳性和换向加速度可以提高珩磨网纹品质。
　　（3）以数控珩磨机床中PMLSM所要达到的性能参数为指标，应用矢量控制技术、干扰观测器、前馈和反馈等控制策略对 PMLSM进行优化控制，确定了基于三环的PMLSM控制模型。
　　（4）通过LTi DriveManager软件对PMLSM进行试验和调试，最终确定了PMLSM运动的相关实际参数。针对珩磨机往复运动系统的控制要求，设计了PMLSM控制系统相关电路、编写了人机界面和控制程序。
　　（5）针对PMLSM垂直驱动珩磨机床往复运动系统存在的安全问题，提出的对应的解决方案，并对PMLSM失电保护装置进行了理论计算和仿真研究。

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附表索引

第1章 绪论

1.1课题概述

1.2课题研究现状

1.3主要研究内容

1.4本章小结

第2章 永磁直线同步电机及系统建模

2.1引言

2.2 PMLSM结构、原理及特点

2.3 PMLSM的数学模型

2.4本章小结

第3章 PMLSM运动状态对珩磨质量的影响

3.1引言

3.2珩磨网纹优点及形成机理

3.3 PMLSM的位置精度对珩磨质量的影响

3.4 PMLSM的运动速度对珩磨质量的影响

3.5 PMLSM的换向加速度对珩磨质量的影响

3.6满足珩磨工艺的PMLSM垂直运动系统的性能指标

3.7本章小结

第4章 PMLSM的控制系统研究

4.1引言

4.2 PMLSM的控制性能指标

4.3 PMLSM伺服系统的控制方式

4.4 PMLSM的控制系统设计

4.5软件编程和操作界面设计

4.6 PMLSM的调试

4.7本章小结

第5章 PMLSM的安全保护研究

5.1引言

5.2 PMLSM的过载保护

5.3 PMLSM的散热保护

5.4 PMLSM的超程保护

5.5 PMLSM的失电保护

5.6本章小结

结论与展望

全文总结

不足与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文