[发明专利]一种数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法

摘要

一种数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法，针对数控裁断加工过程移动压头的实际位置偏离定位位移目标值的问题，建立数控裁断加工过程移动压头位移与动力输入的有效扭矩的动态数学模型，根据移动压头定位位移目标值建立一个等价的移动压头位移与动力输入的有效扭矩的连续时间动态模型，计算数控裁断加工过程移动压头定位自动控制器，实现数控裁断加工过程移动压头的定位自动控制。本发明提供一种设计简单且易于实现、实时性较好、快速性较好和准确性较高的数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法。本方法可以适用于更加复杂多样的裁断加工材料、工艺要求和作业工况，提高数控裁断加工装备的控制水平。

主权项

1.一种数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)、考虑数控裁断加工过程移动压头位移与动力输入扭矩的动态数学模型，参见式(1)：其中，t表示时间变量，s；x表示移动压头的位移变量，m；“·”表示位移变量的一阶导数，即移动压头的速度，m/s；“··”表示位移变量的二阶导数，即移动压头的加速度，m/s2；常数C是阻尼系数，N·s/m；M是移动压头的质量，kg；常数H是传动装置的导程，m；常数J是移动压头的等效转动惯量，kg·m2；常数π＝3.14；u表示动力输入扭矩，N·m；2)、根据数控裁断加工过程移动压头定位位移的目标值xr，定义位移转换变量z(t)＝x(t)‑xr，得x(t)＝z(t)+xr，代入式(1)，整理得到一个等价的数控裁断加工过程移动压头定位动态数学模型，参见式(2)：3)、给定模型式(2)的一组期望闭环极点(λ1,λ2)，参见式(3)：λ1＝‑a+ja,λ2＝‑a‑ja                        (3)其中，j表示虚数符号，a表示期望闭环极点的特征参数，a>0；4)、定义数控裁断加工过程在t时刻计算输入扭矩的一个自动定位控制器，参见式(4)：其中，控制器增益系数g1和g2由式(5)计算确定5)、在线测量移动压头定位位移的实际值，根据式(4)实时计算动力输入扭矩，数控裁断加工过程移动压头定位控制系统根据计算结果实时调整裁断装备的动力输入扭矩，如此周而复始，实现数控裁断加工过程移动压头对位移目标值xr的自动定位控制。