[发明专利]履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法

权利要求书

1.履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，包括如下内容：

通过集中参数法对履带式导轨双驱动微量进给伺服系统的各结构件进行分析，建立对应的物理模型，通过物理模型建立机电耦合动力学模型；

通过机电耦合动力学模型建立的传递函数，利用传递函数框图表征履带式导轨双驱动微量进给伺服系统的运动关系；

通过仿真分析得出不同进给速度对履带式导轨双驱动微量进给伺服系统动态性能的影响。

2.根据权利要求1所述的履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，还包括通过仿真分析在匀速和变速情况下，丝杠单驱动工况下微量进给伺服系统与履带式导轨双驱动时微量进给伺服系统响应的差异。

3.根据权利要求1所述的履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，所述机电耦合动力学模型包括丝杠单驱动工况下所述微量进给伺服系统的动力学模型。

4.根据权利要求1所述的履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，所述机电耦合动力学模型包括履带导轨单驱动工况下所述微量进给伺服系统的动力学模型。

5.根据权利要求1所述的履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，所述机电耦合动力学模型包括丝杠单驱动和履带导轨单驱动工况下所述微量进给伺服系统的动力学模型。

6.根据权利要求1所述的履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，所述履带式导轨双驱动微量进给伺服系统包括丝杠电机和履带导轨电机；所述机电耦合动力学模型包括丝杠电机模型和履带导轨电机模型。

7.根据权利要求6所述的履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，所述丝杠电机模型和履带导轨电机模型通过如下公式进行计算：

式中：L表示电机电枢电感；R′表示电机电枢电阻；i表示电机电流；e表示位移误差，e＝x_r-x_t，x_r表示理想输入；K_ip表示电流环增益；K_vp表示速度环增益；K_pp表示位置环增益；K_v表示速度指令调整增益；表示电机输出转速；K_emf表示电机反电动势系数。

8.根据权利要求6所述的履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，所述丝杠电机和履带导轨电机的转子均采用库仑摩擦模型。

9.根据权利要求1所述的履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，所述在建立物理模型之前，采用具有轴向和扭转自由度的Euler-Bernoulli梁单元描述履带式导轨双驱动微量进给伺服系统中滚珠丝杠的轴向、扭转振动。

10.根据权利要求1所述的履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，其特征在于，所述物理模型的建立考虑到滚珠丝杠与丝杠电机之间的扭转刚度、滚珠丝杠与螺母之间的周向刚度、螺母与工作台之间的轴向刚度，并考虑履带导轨电机与履带式导轨之间的扭转刚度、履带式导轨运动过程中的阻尼。