一种基于电流信号辨识机床动力学参数的方法

摘要

本发明公开了一种快速辨识数控机床动力学参数的方法。随着机床的使用，导致机床的动力学特性会发生改变，从而影响机床的加工精度和性能。传统的机床动力学研究主要是通过独立安装的振动传感器获取振动信号，研究机床的动力学特性，此方法导致了测试成本高。为此，本发明提出了一种利用激励状态下获取的电机电流信号辨识机床的动力学参数的方法。由于是在全闭环的条件下，电机的电流信号存在输入与输出的一个动态响应过程；运用最小二乘复指数算法对预处理后的电流信号进行处理，辨识出进给系统的动力学参数，以此实现快速辨识数控机床动力学参数。采用本发明的判别方法对数控机床动力学参数进行辨识，具有省时省力、判别简单快速、效率高等优点。

主权项

一种基于电流信号辨识机床动力学参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)启动机床，执行伪随机代码，对进给轴进行主动激励，使其随机运动，实现机床自激励，从而激起机床的动力学参数；(2)利用电流传感器获取自激励状态下进给轴的电机电流信号；(3)对获取的电流信号取均方根值，进行高通滤波预处理，滤除低频干扰；将预处理后电流信号运用最小二乘复指数算法对其进行处理，辨识出机床的动力学参数，具体步骤是：(3.1)对获取的电流信号作傅立叶分析，求出频响函数第r阶模态极点s_r；(3.2)按下式求出固有频率ω_r和阻尼比ζ_r：$\left\{\begin{array}{c}{\omega }_r=\left|s_r\right|\\ {\xi }_r=\sqrt{\frac{1}{1+{\left(\frac{\mathrm{Im}\left(R_r\right)}{\mathrm{Re}\left(R_r\right)}\right)}^2}}\end{array}\right.$其中，R_r＝s_rΔt，Δt是为采样时间间隔。