[发明专利]一种基于扰动观测器的机械数控机床自身振动抑制方法

说明书

本发明提出的一种基于扰动观测器的机械数控机床振动抑制控制方法，首先，永磁同步伺服电机驱动机床某部件后，通过给定转速ω_m^ref和编码器采集的电机实际转速ω_m，得到q轴电流的参考值i_q^*并给定d轴电流参考为0；再分别通过编码器和电流传感器得到的电角度θ与电机的三相定子电流i_s(k)，从而计算得到q轴的定子电流分量i_q(k)，进而可计算电机转矩T_e；确定选取的名义模型G_n(_s)和低通滤波器G_q(_s)结构，计算扭转力矩估计值T_c；再将其与经过低通滤波器之后的电机转矩输入减法器，得到力矩观测值T_cc；从而将观测值经过负反馈，进行力矩补偿，达到调节系统的等效惯量，以此实现机械数控机床振动抑制的目的。

技术领域

本发明涉及一种基于扰动观测器的机械数控机床振动抑制控制方法，可应用于机械数控机床应用控制场合。

背景技术

数控机床是目前应用最广泛的机床之一，直接关系我国工业领域的发展，随着数控机床的不断更新和发展，原始的动力方式已经无法满足现在市场的需求，逐渐发展到现今的伺服系统。当前永磁同步伺服电机由于其优越的控制性能被越来越多的应用到数控机床进给系统中。为了控制机床位置的控制精准度，已经提出了基于视觉传导的传统自动控制方法，结合光电参数进行数控齿轮控制，准确修正齿轮转动惯量，但在加工过程中，仍易受到机床自身振动因素，如滑台振动的影响，不利于高精准度的要求。

针对这一问题，提出了一种基于扰动观测器的机械数控机床振动抑制控制方法。首先，永磁同步伺服电机驱动滑台后，将给定转速ω_m^ref和编码器采集的电机实际转速ω_m之间的偏差量输入转速PI控制器，得到q轴电流的参考值i_q^*并给定d轴电流参考i_d^*＝0；再根据编码器中得到的电角度θ，通过电流传感器测量电机的三相定子电流i_s(k)，计算得到q轴的定子电流分量i_q(k)，进而可计算得到电机转矩T_e；选取名义模型G_n(_s)，确定低通滤波器G_q(_s)结构，得到扭转力矩估计值T_c；再将其与经过低通滤波器之后的电机转矩输入减法器，得到力矩观测值T_cc；再加入负载力矩补偿模块Q(s)和前向增益模块F(s)，调节系统的等效惯量，以此实现机械数控机床振动抑制的目的。

发明内容

技术问题：针对上述说明，提出的一种基于扰动观测器的机械数控机床自身振动抑制方法，达到机械振动抑制目的，从而实现数控机床高精准度的要求，振动抑制算法简单，易于在实际系统中实现。