高精度数控机床进给伺服系统模糊自适应PID控制.pdf

2014年 10月 机床与液压 0et．2014 第42卷 第20期 MACHINE TOOL HYDRAUL1CS V01．42No．20 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．20．039 高精度数控机床进给伺服系统的模糊 自适应PID控制 许文斌 ，曾全胜 (1．长沙航空职业技术学院，湖南长沙410014； 2．中南大学，湖南长沙410083) 摘要：数控机床进给伺服系统是一个复杂的机 电耦合系统。由于具有较强的时变参数特性、负载扰动和电机的非线 性 ，很难给出控制系统的精确模型。基于数控机床进给伺服系统的数学模型，提 出一种模糊 自适应PID控制器的设计方 法。将该控制器应用于数控机床进给伺服系统控制，可获得 良好的控制性能。仿真结果表明：该方法不仅具有无静态失 真，而且响应速度快、超调小。这种模糊自适应PID控制器具有较高的稳定性和精度。 关键词：进给伺服；自适应模糊控制；PID控制 中图分类号：TP273+．4 文献标识码：A 文章编号：1001—388I (2014)20—128—4 FuzzyAdaptivem ControltoFeedServoSystemofHigh—precisionCNCMachineTool xuWenbin ，ZENGQuansheng (1．ChangshaAviationVocationalandTechnicalCollege，ChangshaHunan410014，China； 2．CentralSouthUniversity，ChangshaHunan410083，China) Abstract：ThefeedseIvosystem ofCNCmachinetoolisacomplexelectromechanicalcouplingsystem．Duetothecharacteristics oftime—varyingparameters，loaddisturbancesandmotornonlinear，itisdifficulttomodelforthecontrolsystem accurately．Afuzzya- daptivePID controllerwasdesignedbasedonthemathematicalmodeloftheCNC machinetoolfeedsenrosystem．Thecontrollerwas appliedtocontrolthefeedservosystem andbettercontrolperformancewasgained．Thesimulationresultsshowthatthismethodnoton— lyhasnostaticdistortion，butalsohasafastresponsewithlittleovershoot．ThisfuzzyadaptivePIDcontrollerhashighstabilityandas- curacy- Keywords：Feedsenro；Adaptivefuzzycontrol；PID control 数控机床的进给伺服控制是一种误差控制，一般 针对精密轮廓加工介绍了一种 自适应模糊逻辑控制器 都采用传统 PID控制 。因结构简单、易于控制且无 (AFLC)，同时调整输入和输 出的隶属函数。周若 静态误差 ，PID控制器被广泛应用于工业工程控制。 谷 建立了二输入三输出的单变量二维速度环 自整定 然而 ，传统 PID控制器主要应用于具有确定模型的线