数控机床进给系统运动精度与能耗控制研究

摘要

针对数控机床进给系统运动精度及能耗控制存在的问题,提出了一种新的自适应滑模控制方法.首先,基于进给系统机械动力学模型和滑模控制理论,提出了一种自适应滑模趋近律,根据跟踪误差平方值对控制增益值进行了自适应更新;然后,利用Lyapunov理论证明了所提控制方法的稳定性;最后,通过实验的方式对所提方法的运动精度和能耗控制效果进行了验证,并在相同条件下将其与3类已有自适应控制方法进行了对比.研究结果表明:与已有其他自适应控制方法相比,在相同控制参数条件下,采用所提方法的进给系统X、Y轴的平均定位误差最多可分别降低16.4％及20.3％;在控制性能相近条件下,采用所提方法的进给系统X、Y轴控制能耗最多可分别降低1.92％及0.96％;此外,所提方法能够更为有效地抑制由于非连续控制产生的抖振现象.