高精度数控机床进给驱动用正弦波直线电机的控制方法

摘要

本发明公开了一种高精度数控机床进给驱动用正弦波直线电机的控制方法，具体步骤为：运动轨迹跟踪模块将产生的位移误差E和误差变化率dE传送给位置控制环；位置控制环采用了自适应模糊控制算法，模糊控制器的输出速度量与测量的速度信号进行比较并传输给速度控制环；速度控制环将产生的误差信号与d轴分量的误差信号一起传输给电流控制环；电流控制环采用带有PI调节器的空间矢量PWM调制技术，控制逆变器输出电流的大小，从而控制电机的输出转矩；反馈信号检测模块将反馈信号输出给电流控制环，对电机的输出转矩进行调整。本发明将自适应控制、模糊控制以及交流电机的矢量控制结合在一起，提高了直线伺服电机的稳定性、精确度和动态响应能力。

主权项

一种高精度数控机床进给驱动用正弦波直线电机的控制方法，其特征在于：该控制方法通过运动轨迹跟踪模块、位置控制环、速度控制环、电流控制环和反馈信号检测模块对正弦波直线电机进行控制，具体包括以下步骤：1)运动轨迹跟踪模块将产生的位移参考指令与采集的实时位移信号进行比较，并将产生的位移误差E和误差变化率dE传送给位置控制环；2)位置控制环采用了自适应模糊控制算法，先将两个输入量模糊化，根据已制定的模糊规则并利用乘积推理机进行模糊推理，解模糊后即可得到模糊控制器的输出；同时，位移参考指令还经过一个二阶参考模型和采集的实时位移信号比较，产生的位移误差用来校正模糊控制器中的解模糊参数，以消除控制对象的动态不确定性和负载变化；模糊控制器的输出速度量与测量的速度信号进行比较并传输给速度控制环；3)速度控制环采用简单的P调节器，其输出量为电机电流的q轴分量，该分量作为参考量与采集变换来的绕组电流的q轴分量进行比较，产生的误差信号与d轴分量的误差信号一起传输给电流控制环；4)电流控制环采用带有PI调节器的空间矢量PWM调制技术，d、q两个电流分量分别经过PI控制器后输出为两个轴的电压分量，经过坐标变换后输出基于定子坐标系的三相电压，最后经空间矢量PWM模块生产6路PWM输出，控制逆变器输出电流的大小，从而控制电机的输出转矩；5)反馈信号检测模块将电流互感器测定的相电流信号和直线光电编码器测得的直线电机的位移信号传输给电流控制环，对电机的输出转矩进行调整。