基于压电陶瓷驱动的mwedm伺服控制系统的设计

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1、国内图书分类号：TG0661国际图书分类号：621.9.048工学硕士学位论文基于压电陶瓷驱动的MWEDM伺服控制系统的设计硕士研究生：周晶洁导师：迟关心副教授申请学位：工学硕士学科、专业：机械制造及自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG0661U.D.C:621.9.048DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNOFMWEDMSERVOCONTROLSYSTEMDRIVENBYPIEZOELECTRICCERAMICSCandi

2、date：ZhouJingjieSupervisor：AssociateProf.ChiGuanxinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation:SchoolofMechanicalandElectricalEngineeringDateofDefence：June,2006Degree-conferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士

3、学位论文摘要微细电火花线切割加工是微细加工技术一个重要的组成部分，主要解决各种难加工导电材料的微细复杂结构，特别是上下异型面结构的加工。本文综述了国内外微细电火花线切割技术及其伺服技术的发展现状，从本课题的要求以及所针对的微细电火花线切割机床的特性出发，对四轴联动微细电火花线切割伺服控制系统硬件和软件进行了改进和设计，并在机床上进行了加工实验。本文主要研究了以下三个方面的内容：1.结合本机床的结构特点，确定了微细电火花线切割四轴联动控制系统的硬件总体构架，设计了基于DSP的单轴伺服控制卡的位置调节、位移检测、间隙检测及分析等主要功能模块。在位置调节模块，设计采用了

4、不完全微分PID控制与自适应逆补偿相结合的位置控制方法，不仅可以减少超调量，而且还能更好地消除压电陶瓷直线电机的死区，提高了加工精度。2.根据伺服控制系统的软件需求分析，设计和开发了一套基于Windows操作系统的数控系统。在插补模块中，提出了一种更简易可行的插补方法，即简易直线算法，提高了程序的执行效率。同时利用Direct3D实现三维工件加工的轨迹仿真和实时跟踪显示。3.研究了上下异型面切割的特点，根据四轴联动线切割加工的运动规律，确定了上下异型面切割的控制参数及控制轨迹，设计了上下异型面的插补方法。关键词微细电火花线切割；四轴联动；DSP伺服控制卡；压电陶瓷

5、直线电机；插补-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractMicroWireElectricalDischargeMachining(MWEDM)isanimportantpartofmicro-fabricationtechnology,anditdealswithmicrocomplicatedsurfaceworkpieces,especialthetopandbottomdifferentcurve,whicharemadeofconductingmaterialsanddifficulttomachining.Inthisthesis,there

6、searchstateofMWEDManditsservotechnologybothathomeandaboardaresummarized.BasedonthedemandofthisprojectandthecharacteristicofaspecialMWEDMmachinetool,thehardwareandsoftwaredesignoffour-axisMWEDMservosystemisintroduced.Experimentsaredoneonthemachinetool.Thethreeresearchworksaremainlyincl

7、udedinthispaper.Basedonthestructureofmachinetool,thehardwarestructureofthecontrolsystemisestablished,andthemainfunctionmodulesofthesingle-axisservocontrolcardbasedonDSP,suchaspositioncontrolmodel,positiondetectionmodeletc,aredesigned.ThemethodofincompletederivationclosedloopPIDcontrol

8、witha