自抗擾精密跟蹤運動控制器的設(shè)計

　　4．2 切削試驗

　　切削試驗所用活塞試件材料為硬鋁(2A80)，橢圓度分別為0．2、0．4、0．6、0．8mm，刀具材料為硬質(zhì)合金(YT3)。分別在主軸轉(zhuǎn)速800、l 000、1 200、1 400 r/min，切削深度0．05、0．1、0．2、0．3mm，進(jìn)給量0．05、0．1 mm／r條件下，進(jìn)行了多次正交切削試驗。

　　上述各種切削試驗中刀具跟蹤運動誤差控制在5μm以內(nèi)。圖5給出了主軸轉(zhuǎn)速1 200 r／min，進(jìn)給量0．05 mm/r，切深分別為0．05、0．1和0．2mm時刀具跟蹤運動誤差。在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，跟蹤誤差隨切削深度的增加而略有增加，但所加工活塞的橢圓度對誤差范圍的影響很小，因此，在加工大橢圓度活塞時將獲得很好的相對誤差值。

　　切削試驗結(jié)果表明，所設(shè)計的自抗擾精密跟蹤控制器能抵抗非線性變化的切削力的影響，跟蹤精度能滿足加工要求。但是，與仿真分析結(jié)果不同，切削時刀具跟蹤運動的誤差曲線包含許多毛刺，這是由于光柵反饋分辨率為0．5／μm，從而造成誤差曲線跳變，同時也影響了跟蹤精度；此外，DSP的定點運算功能限制了參數(shù)的取值和運算精度，從而也降低了跟蹤控制精度。

　　5 結(jié) 論

　　 本文將自抗擾控制技術(shù)應(yīng)用于非圓數(shù)控車削中的快速伺服刀架控制。通過對執(zhí)行機(jī)構(gòu)建模和分析，設(shè)計出自抗擾控制器。在Matlab仿真試驗中，自抗擾控制在抗干擾性與魯棒性上，均優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制方法?；钊邢鲗嶒灲Y(jié)果表明，應(yīng)用該控制算法，加工精度可達(dá)5／μm。目前，中國的數(shù)控非圓車削機(jī)床，加工精度一般在1 0 μm左右，國外進(jìn)口機(jī)床加工精度雖然可達(dá)5μm以內(nèi)，但價格昂貴。因此，本文進(jìn)行的此項研究，將具有很大的應(yīng)用價值。