CNC obrábacie centrum Príslušenstvo pre CNC obrábacie stroje: riešenie hluku servomotorov
Šum je zvyčajne definovaný ako zbytočné zložky signálu a je všadeprítomný. V CNC obrábacích strojoch a ich okolitom prostredí je rušenie hlukom nevyhnutné, vrátane posunu spôsobeného teplotnými zmenami a rôznymi elektrickými rušivými signálmi. Rôzne signály rušenia šumom nevyhnutne znížia presnosť sledovania servosystémov. V riadiacej skrini CNC obrábacích strojov sa na elimináciu vplyvu signálov rušenia hlukom vo všeobecnosti používa uzemňovacia technika, tieniaca technika a izolačná technika.
Navrhovanie rušivých pozorovateľov pre rôzne rušivé signály a ich kompenzácia v servo riadiacich systémoch je spôsob, ako znížiť vplyv rušenia a zlepšiť robustnosť systému. Mnoho vedcov doma aj v zahraničí uskutočnilo výskum metód kompenzácie pre signály rušenia v servoriadení. KIM a kol. navrhol fuzzy poruchový pozorovateľ na riadenie spätnej väzby multivstupových multi výstupných systémov a použil fuzzy poruchový pozorovateľ na riadenie rýchlosti synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi
RYOO a kol. navrhol robustný pozorovateľ rušenia a vykonal experimenty s riadením sledovania stopy v systémoch optických diskov; LU a kol. študovali pozorovateľov poruchových signálov pomocou teórie opakovaného riadenia v kĺzavom režime; Dong Mingxiao a ďalší skombinovali metódu návrhu so zmiešanou citlivosťou, aby navrhli robustný ovládač H ∞ pre servopohony CNC obrábacích strojov.
Článok analyzuje vplyv rušenia hlukom na presnosť sledovania servosystémov a navrhuje spôsob riadenia na pozorovanie a kompenzáciu signálov rušenia hlukom: detekciou napätia aplikovaného na servopohon a rotačného uhlového posunu servomotora, rušenie hlukom a hodnota kompenzácie poruchy sa pripočíta k výstupu regulátora polohy, aby sa dosiahla kompenzácia. Simulačné experimenty sa uskutočňovali na typických signáloch rušenia pílovitým hlukom.
Model numerického riadiaceho servosystému a efekty elektrického rušenia
Bloková schéma napájacieho servosystému s polouzavretou slučkou s rušením hluku. Signál príkazu polohy z interpolátora je nastavený na X (s) a výstupný signál uhlového posunu servomotora je nastavený na Y (s). Regulačná slučka polohy je nastavená tak, aby prijala proporcionálne riadenie a prenosovou funkciou je signál rušenia šumom. Chyba v ustálenom stave generovaná poruchovým signálom súvisí so samotným poruchovým signálom, ako aj s časťou pred akčným bodom N (s) v podávacom servosystéme.
Metódy pozorovania a kompenzácie rušenia hlukom
V podávacom servosystéme je pridané prepojenie na sledovanie a kompenzáciu rušenia hluku. Ako je znázornené na obrázku 2, detekciou napäťového signálu privedeného na servomotor a uhlového posunu servomotora sa pozoruje signál rušenia N(s) a hodnota kompenzácie rušenia sa pripočíta k výstupu regulátora polohy. dosiahnuť kompenzáciu.
Z rovníc (3) až (5) možno získať prenosovú funkciu G (s) systému s uzavretou slučkou s pridaním rušenia hlukom a pozorovaním a kompenzátorom, čo je úplne v súlade s rovnicou (2). To naznačuje, že metóda pozorovania a kompenzácie rušenia hlukom znázornená na obrázku 2 môže kompenzovať vplyv rušenia a zlepšiť schopnosť systému proti rušeniu.
Simulácia pozorovania rušenia hlukom a metódy kompenzácie
Regulátor polohy používa PID riadenie s proporcionálnym koeficientom 8,1, integrálnym koeficientom 0.002 a diferenciálnym koeficientom 0,032. Pri vykonávaní simulačného výskumu rušenia hluku na kompenzáciu pozorovania nastavte vstupný signál príkazu polohy na 2sin (0,4 π t); Rušenie šumom je signál pílovitých vĺn s amplitúdou 0,5 a periódou 2 sekúnd.
Keď sa neberú do úvahy signály rušenia šumom, chyba sledovania systému servoposuvu je znázornená na obrázku 4 a chyba sledovania systému je v rozsahu ± 0.006 mm ; Keď sa pridajú signály rušenia šumom bez pozorovania rušenia a kompenzácie, chyba sledovania je znázornená na obrázku 5 a chyba sledovania systému je v rozsahu ± 0,02 mm; Po použití metódy pozorovania a kompenzácie rušenia hluku uvedenej v článku je chyba sledovania zobrazená na obrázku 6 a chyba sledovania systému je v rozsahu ± 0,007 mm. Porovnanie ukazuje, že študované metódy pozorovania a kompenzácie rušenia hluku môžu účinne zlepšiť schopnosť servopohonu proti rušeniu.
Záver
Šumové signály sú všade a na rozhraní ovládača servosystému v CNC obrábacích strojoch medzi rušivé vplyvy patrí posun spôsobený teplotnými zmenami a rôzne elektrické rušivé signály. Rôzne signály rušenia šumom nevyhnutne znížia presnosť sledovania servosystémov. V článku je navrhnutá metóda na pozorovanie a kompenzáciu rušenia hluku nie z hľadiska hardvéru, ale z hľadiska softvérovej kompenzácie: detekciou napätia aplikovaného na servopohon a rotačného uhlového posunu servomotora sa hluk je pozorované rušenie a hodnota kompenzácie rušenia sa pripočíta k výstupu regulátora polohy, aby sa dosiahla kompenzácia. Simulácia typických signálov rušenia pílovitých vĺn ukazuje, že navrhovaná metóda pozorovania a kompenzácie môže účinne zlepšiť presnosť sledovania a zlepšiť schopnosť systému proti rušeniu. Táto metóda je výhodným doplnkom k hardvérovej technológii proti rušeniu.