科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

自1999年至今，我国数控机床制造业飞速发展，对于数控机床的各项性能提出了更高的要求，主要在于机械精度禾刚性，以及数控伺服驱动系统的高精度控制等。随着速度禾精度的提高，也产生了更多不稳定的因素，如振动加大等，对于数控机床驱动器的减震避震也就需要投入更大的研发精力。

需解决的主要技术难题

1.减振算法: ①主要针对于非刚性的机械轴形成的一个或多个低频振动(低 于100Hz)及中频振动(100Hz-300Hz)的减振算法； ②减振算法的实现仅限使用电机编码器，使得被控系统在指令 输入及扰动输入下都能做到减振的效果。 

2.机械特性辨识: ①寻找合适的激励信号类型，采用准确高效并适用于不同场合 的频率响应算法，绘制Bode图； ②辨识机械系统的共振频率、反共振频率及其阻尼，建立系统 模型，为控制策略提供依据。 

3.控制参数设定和优化: ①根据机械特性辨识结果及应用场景(点到点、轨迹跟踪)， 进行控制参数设定； ②在线优化控制参数组合，参数包括速度环控制参数，位置环 控制参数，速度及加速度前馈参数，减振及抑振参数，滤波 器参数等； ③机械特性辨识及参数自动优化过程中的输入信号源可来自于  驱动器和控制器。

期望实现的主要技术目标

1.负载端振动幅值衰减到减振前的 10％以内，且控制环路响应 时间比减振前延长 10％以内； 2.基于 150M 主频 DSP，减振算法的计算时间〈10us； 3. Bode 图曲线光滑、共振点和反共振点清晰。闭环验证频域 与时域幅值、相位误差士5％以内； 4.中低频段(低于300Hz)共振点和反共振点辨识误差+3％以 内，高频段(高于300Hz)误差在士5％以内； 5.由驱动器产生信号的机械特性辨识和控制参数自整定及优化 过程限于2分钟内完成；由控制器产生信号的辨识和优化时 间限于 10 分钟内完成； 6.控制参数设定和优化后，工件的加工指标达到专家调试的 90％； 7.机械特性辨识及自动优化过程必须考虑机床运动的安全性。 8.其它:发明专利(申请)3 项；中文核心期刊论文2篇。

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