杨晓君
- 作品数：8 被引量：82H指数：4
- 供职机构：西安交通大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程金属学及工艺电气工程更多>>
- 基于LQR方法的交流伺服系统参数自整定方法被引量：2
- 2020年
- 针对永磁同步电机(PMSM)调速系统,基于开环辨识理论,利用增广递推最小二乘参数估计方法,实现对交流伺服系统单惯量模型转动惯量和阻尼的准确辨识。针对伺服系统位置环、速度环级联式闭环控制问题,建立交流伺服系统的数学模型,针对系统性能要求,引入位置环跟随误差及其积分作为新的状态变量构建系统状态空间模型。引入LQR(线性最优二次型调节器)计算系统最优反馈矩阵,根据反馈矩阵与控制器参数的对应关系实现控制器参数的自动整定。该整定方法建立了综合系统控制器参数和其时域性能的状态方程,整定目标直观,计算过程简单且计算量较小,在开放式实验平台上的实验结果也验证了该整定算法的可行性。
- 权力杨晓君赵万华
- 关键词：交流伺服系统永磁同步电机参数辨识自整定LQR
- 面向运动平稳性的直线电机推力频谱特征分析被引量：3
- 2015年
- 针对直线电机推力谐波直接作用于驱动部件会降低进给系统运动平稳性的问题,综合考虑伺服驱动电路和电机结构非线性,利用等效磁化电流法和麦克斯韦方程,得到了纹波力、齿槽力、端部力、齿槽效应与电流谐波耦合力以及电感不对称力等5部分推力谐波的解析表达式。计算过程考虑了多个谐波因素之间的耦合作用,弥补了以往单一因素分析直线电机推力谐波的不足。研究结果表明:受驱动电路和电机结构非线性的影响,直线电机推力夹杂有众多的谐波成分,而且各个谐波成分之间相互耦合;这些推力谐波直接作用于机械系统,会造成进给系统显著的位移波动;随着进给速度的增加,推力谐波影响增大,尤其在进给速度为5、20和33m/min附近,推力谐波激起了机械系统共振,位移波动急剧增大;纹波推力幅值随着驱动电流谐波幅值的减小而减小;电机的极距与齿槽距之比、齿槽开口与齿槽距之比,对于齿槽力的主要谐波阶次以及幅值都有重要影响,尤其当齿槽开口与齿槽距之比为0.625时,齿槽力各阶次谐波均为0。
- 马成方杨晓君张俊吕盾赵万华
- 关键词：直线电机运动平稳性
- 高速高加速度下的进给系统机电耦合被引量：37
- 2013年
- 高速高加速度进给对数控机床提出了更高的要求,也增加了对机电耦合的研究难度。从理论分析和仿真的角度,分别对高速高加速度下,伺服系统、机械系统以及切削力的频率特性以及其时变特性进行分析,探究高速高加速度对进给系统机电耦合的影响。结果表明,随着速度和加速度的增大,机械系统的质量分布会随着位置的不同发生偏移;丝杠螺母副以及轴承副的轴向刚度随着加速度的不同而不同,并且随着加速度的增大,存在刚度突变点;伺服输出力频率特性受电感非线性的影响也发生变化,随着速度的增大;伺服输出力的频率成分增大,频率幅值增大,随着加速度的增大,伺服输出力的频率不变,幅值增大;刀具安装偏置对切削力的影响更加明显,切削力谐波成分增多;各个系统间的相互作用变得更加复杂,机电耦合对运动精度的影响更加凸显。
- 卢秉恒赵万华张俊杨晓君王磊王磊张会杰
- 关键词：机电耦合频率特性
- 数控机床进给系统机电耦合研究
- 数控机床进给系统的机电耦合对进给运动精度有重要的影响，本文从麦克斯韦方程和达朗贝尔原理出发，分析了进给系统伺服驱动力矩与机械系统的动态特性以及二者的耦合关系；重点讨论了伺服驱动与机械系统的变动态特性以及其对耦合关系的影响...
- 杨晓君赵万华梁滔张会杰张俊
- 关键词：数控机床进给系统机电耦合
- 面向滚珠丝杠进给系统位移波动特性的自适应滤波方法研究
- 2020年
- 针对数控机床进给系统位移波动对加工精度、加工质量的影响等问题,将自适应滤波技术应用到了滚珠丝杠进给系统运动控制领域。采用了最小均方误差准则,根据误差源选取了参考信号矢量,确定了自适应滤波器的阶数;通过参考信号矢量各权值系数迭代求解,从而自适应调节滤波器输出,提出了一种基于多维参考信号的自适应滤波算法;在开放式伺服实验平台上对该算法进行了实验验证。研究结果表明:自适应滤波算法可以有效地抑制多频位移波动,算法作用下谐波幅值被抑制了50%~70%;在不同进给速度和不同负载力矩下,自适应滤波算法均有较好的谐波抑制效果,且可以有效地改善滚珠丝杠进给系统运动的平稳性。
- 权力杨晓君赵万华
- 关键词：滚珠丝杠伺服系统自适应滤波
- 数控机床精度评价新方法被引量：29
- 2013年
- 传统的定位精度与重复定位精度等指标是在准静态下评价数控机床(CNC)性能的,无法反映数控机床在运动和加工过程中的精度。首先从数控机床的数控、伺服、机械等环节在服役态下所表现出来的性能出发,提出一种对数控机床更有针对性的,以运动精度为指标的机床精度评价新方法,通过数控指令与运动轴实际位移的符合程度即运动精度来评价机床精度,然后给出了具体的评价指标,并提出了评价指标的测量方法。分析表明,这种新的机床运动精度描述评价方法能够系统、全面地评价数控机床关键性能的优劣。最后从数控、伺服和机械角度分别阐述了影响运动精度的因素。
- 赵万华张俊刘辉杨晓君
- 关键词：数控机床评价指标影响因素
- 直线电机进给系统机械系统动态特性研究被引量：14
- 2013年
- 为了获得满意的运动精度,针对以往直线电机进给系统研究中被忽略的机械系统动态特性,利用达朗贝尔原理建立了机械系统的动力学模型,对直线电机进给实验台的机械系统动态特性及影响因素进行了理论分析和实验测试,同时分析讨论了机械系统频率特性对进给系统运动精度的影响。结果表明:尽管直线电机进给系统机械环节结构简单,但依然具有复杂的动态特性,影响系统运动精度;伺服控制速度环增益越高,机械系统进给方向固有频率越高;随着进给速度的提高,工作台各方向振动频率与幅值均增大,当速度提高1倍时,俯仰振动和偏摆振动致使工作台产生的位移波动增大2倍。
- 杨晓君赵万华刘辉张会杰
- 关键词：直线电机进给系统机械系统动态特性
- 丝杠进给系统的振动模态耦合分析被引量：8
- 2012年
- 随着现代机床高速高加速化发展,对进给系统提出了更高的要求。为研究丝杠进给系统的振动模态,利用拉格朗日方程建立了考虑丝杠轴向和转角运动耦合的系统运动方程,并利用里兹级数展开对其各阶模态在不同丝杠导程下耦合特性进行分析,同时分析了工作台位置和负载质量变化对丝杠振动频率的影响。通过分析发现丝杠导程决定了轴向和转角的模态耦合程度,而且随着工作台位置和负载质量的变化,丝杠各向振动频率也随之变化。结论为实现机床虚拟设计提供相关理论依据,为实现主动设计与高性能控制奠定了基础。
- 杨晓君赵万华刘辉
- 关键词：进给系统丝杠振动频率
