[发明专利]一种PI形式的鲁棒自适应铣削主轴振动控制方法

权利要求书

1.一种PI形式的鲁棒自适应铣削主轴振动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建铣削加工振动系统的动力学模型，该动力学模型为典型的二自由度振动系统模型；

2)根据步骤1)建立的铣削加工振动系统的动力学模型，建立系统的状态空间方程；

3)引入位移量的积分项作为新的状态向量，基于步骤2)建立的铣削振动系统动力学模型，建立新的PI形式的增广状态空间模型；

4)构建线性矩阵不等式，得到振动系统的基准控制器和鲁棒自适应控制器设计所需的参考模型；

5)根据步骤3)建立的增广状态空间模型和步骤4)建立的参考模型，构建误差驱动的铣削振动增广系统状态空间，引入系统未建模动态，对未建模动态的自适应参数进行在线动态估计；

6)在步骤5)得到的自适应参数控制率中加入死区控制，最终得到铣削振动抑制所需的鲁棒自适应控制器，总控制器为基准控制器加上包含死区控制的自适应控制器。

2.根据权利要求1所述的一种PI形式的鲁棒自适应铣削主轴振动控制方法，其特征在于，步骤1)中，建立的铣削加工振动系统的动力学模型如下：

其中，M为质量系数矩阵，C为阻尼系数矩阵，K为刚度系数矩阵，b为轴向切削深度，H为切削力系数矩阵，u为控制力，u(t)＝[u_x u_y]^T，v为铣削振动位移，v(t)＝[v_x v_y]^T，下标x和y分别代表x和y方向。

3.根据权利要求2所述的一种PI形式的鲁棒自适应铣削主轴振动控制方法，其特征在于，步骤2)中，理论状态下系统的状态空间方程如下：

y(t)＝C₁x(t)

其中，B₁＝[0₂ Ι₂]^T，B₂＝[Ι₂ 0₂]，C₁＝[Ι₂ 0₂]，状态向量y(t)为铣削振动系统位移；

在实际工作中，考虑外部干扰因素后，铣削振动控制系统的状态空间将变为：

y(t)＝C₁x

其中，F为未建模动态，形式已知，F＝θ^Tφ(x(t),x(t-τ))，θ为未知常数矩阵，φ(x(t),x(t-τ))为已知的Lipschitz连续的回归矢量；ζ(t)为有界的外部干扰。

4.根据权利要求3所述的一种PI形式的鲁棒自适应铣削主轴振动控制方法，其特征在于，步骤3)中，定义位移积分状态向量定义增广状态向量x_p＝[x e_yI]^T，得到步骤2)中铣削振动控制系统的增广模型的状态空间方程：

y＝C_px_p(t)

其中，