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位置控制作为机床运动控制系统的重要组成部分,其性能直接影响到整个数控机床的使用效果。研究高性能的位置控制算法具有非常重要的实用价值。
本文基于自行研制的PC+运动控制卡结构的数控实验平台,对PCI运动控制卡DSP模块进行了软件开发,重点研究了PCI运动控制卡的两种常用位置控制模式即数字输出模式和模拟输出模式的控制算法与性能分析。主要工作和成果如下:
(1)在DSP/BIOS操作系统下对PCI运动控制卡的DSP软件进行了开发调试。
(2)分析了数字输出位控系统中运动平稳性的制约因素,提出了独立轴变周期插补算法,使各运动轴能依据各自进给量的量化结果独立地改变自身的插补周期,解决了由于各轴位移量化误差引起的速度波动和插补余量等问题,显著改善了运动平稳性,并得到加工实验验证。
(3)针对常用的伺服系统建立了简化模型,研究了常规PID控制、前馈PID控制、模糊自适应PID控制和单神经元PID控制算法,进行了SIMULINK仿真分析,并基于数控实验平台对控制算法进行了工程实现、参数整定和性能对比分析。
论文提出的独立轴变周期插补算法、研究的多种PID复合算法及其工程实现与参数整定方法对工程实际应用具有参考价值。