本文選題：可靠性 + 電液伺服加載�。� 參考：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：伺服刀架是數(shù)控機床關(guān)鍵功能部件之一,其可靠性高低將直接影響數(shù)控機床整機的可靠性水平。針對關(guān)鍵功能部件開展可靠性試驗是一種快速提升其可靠性水平的有效途徑,通過搭建伺服刀架的可靠性試驗臺,模擬其實際工況下所受載荷,可以快速激發(fā)被試對象的潛在故障,其試驗結(jié)果對伺服刀架的可靠性設(shè)計和可靠性提升等都具有很大的指導(dǎo)意義。電液伺服加載控制系統(tǒng)具有控制精度高、加載頻率適中、輸出功率大、穩(wěn)定性強等優(yōu)勢,是目前在實驗室環(huán)境下對關(guān)鍵零部件進行可靠性加載的有效方案。本文以數(shù)控機床伺服刀架為研究對象,對其在實際工況下進行受力分析,從而設(shè)計電液伺服加載控制方案,并針對該系統(tǒng)建立其控制模型。通過對電液伺服控制系統(tǒng)的特點進行判斷和分析,選取神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器作為控制系統(tǒng)的核心,結(jié)合控制器和控制模型完成系統(tǒng)的控制仿真。基于Lab VIEW編程環(huán)境開發(fā)一套完整的電液伺服加載控制軟件,并應(yīng)用于伺服刀架可靠性試驗臺,對刀架進行可靠性試驗的同時,也完成了對所開發(fā)的電液伺服加載控制系統(tǒng)的測試。實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)的控制性能優(yōu)于原來的常規(guī)PID控制系統(tǒng),能夠達到對數(shù)控機床關(guān)鍵功能部件進行可靠性加載的要求。本文主要研究工作如下:1.電液伺服加載控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計與系統(tǒng)建模。進行了伺服刀架實際工況的受力分析,得出加載技術(shù)要求,設(shè)計了加載控制系統(tǒng)硬件的整體方案;根據(jù)硬件系統(tǒng)建立了電液伺服加載系統(tǒng)的控制模型,繪制了系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的Bode圖,進行了系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定。2.電液伺服加載系統(tǒng)控制策略研究與系統(tǒng)仿真。分析了電液伺服系統(tǒng)的控制特點,論述了神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制原理并將其作為電液伺服加載系統(tǒng)的核心控制策略;利用Lab VIEW設(shè)計了神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器,結(jié)合Lab VIEW控制設(shè)計與仿真工具實現(xiàn)了系統(tǒng)的控制仿真。3.基于Lab VIEW的電液伺服加載控制系統(tǒng)軟件設(shè)計。設(shè)計了加載控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu),并分析軟件運行流程;基于Lab VIEW編程規(guī)范設(shè)計了軟件系統(tǒng)各模塊前面板及其程序框圖,并對軟件進行了調(diào)試。4.電液伺服加載實驗與分析。以伺服刀架為實驗對象,設(shè)計了加載實驗方案;調(diào)試儀器設(shè)備和控制參數(shù),測試了加載控制系統(tǒng)的位移控制回路和負荷控制回路;分析實驗結(jié)果,最終對電液伺服加載控制系統(tǒng)的控制性能進行了評價。本文研制的電液伺服加載控制系統(tǒng)控制準確、穩(wěn)定、易于實現(xiàn),為伺服刀架等關(guān)鍵功能部件的可靠性加載提供了技術(shù)支持,具有較高的應(yīng)用價值和參考價值。
[Abstract]:Servo tool holder is one of the key functional components of CNC machine tool. Its reliability will directly affect the reliability level of CNC machine tool.It is an effective way to improve the reliability level of key functional components by setting up the reliability test bench of the servo tool holder to simulate the load under the actual working condition.The potential faults of the subjects can be excited quickly, and the test results are of great significance to the reliability design and reliability promotion of the servo tool holder.The electro-hydraulic servo loading control system has the advantages of high control precision, moderate loading frequency, large output power and strong stability. It is an effective scheme for the reliability loading of key parts in laboratory environment.In this paper, the servo tool holder of numerical control machine tool is taken as the research object, the force is analyzed under the actual working condition, and the electro-hydraulic servo loading control scheme is designed, and the control model of the system is established.By judging and analyzing the characteristics of electro-hydraulic servo control system, the neuron adaptive PID controller is selected as the core of the control system, and the control simulation of the system is completed by combining the controller with the control model.Based on Lab VIEW programming environment, a set of complete electro-hydraulic servo loading control software is developed, and it is applied to the reliability test bench of servo tool holder, and the reliability test of the tool holder is carried out at the same time.Also completed the development of the electro-hydraulic servo loading control system test.The experimental results show that the control performance of the system is superior to that of the conventional PID control system and can meet the requirements of reliability loading for the key functional components of NC machine tools.The main research work of this paper is as follows: 1.The overall scheme design and system modeling of electro-hydraulic servo loading control system.Based on the analysis of the actual working conditions of the servo tool holder, the loading technology requirements are obtained, the whole scheme of the hardware of the loading control system is designed, and the control model of the electro-hydraulic servo loading system is established according to the hardware system.The Bode diagram of open loop transfer function of the system is drawn, and the stability of the system is determined. 2. 2.Research on Control Strategy and system Simulation of Electro-hydraulic Servo loading system.This paper analyzes the control characteristics of electro-hydraulic servo system, discusses the principle of neuron adaptive PID control and regards it as the core control strategy of electro-hydraulic servo loading system, and designs a neuron adaptive PID controller using Lab VIEW.Combined with Lab VIEW control design and simulation tools, the control simulation of the system. 3. 3.Software design of electro-hydraulic servo loading control system based on Lab VIEW.The software structure of the loading control system is designed, and the running flow of the software is analyzed. Based on the Lab VIEW programming specification, the front panel of each module of the software system and its program block diagram are designed, and the software is debugged. 4.Experiment and Analysis of Electro-hydraulic Servo loading.Taking the servo tool holder as the experimental object, the loading experiment scheme is designed, the instrument equipment and control parameters are debugged, the displacement control loop and load control loop of the loading control system are tested, and the experimental results are analyzed.Finally, the control performance of the electro-hydraulic servo loading control system is evaluated.The electro-hydraulic servo loading control system developed in this paper is accurate, stable and easy to realize. It provides technical support for the reliable loading of key functional components such as servo tool holder, and has high application value and reference value.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG659;TP273

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本文編號：1745639