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文档分类:汽车/机械/制造

现代控制理论大作业-基于MATLAB机床主动减振系统仿真.doc


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现代控制理论大作业-基于MATLAB机床主动减振系统仿真.doc
文档介绍:
1背景1.1机床被动隔震系统超精密机床是实现超精密加工的关键设备,而环境振动又是影响超精密加工精度的重要因素。为了充分隔离基础振动对超精密机床的影响,一般采用弹簧阻尼减震器作为隔振元件,如图1.1所示,弹簧阻尼减震器对超精密机床隔离基础振动有一定的效果,但是这属于被动隔振。图1.1机床被动隔震系统1.2机床被动隔震系统的优点机构简单;技术成熟;成本较低;可靠性较好。1.3机床被动隔震系统的缺点属于被动隔振;隔震效果不好。1.4机床主动隔震系统图1.2表示了超精密车床隔振控制系统的结构原理:其中被动隔振元件为空气弹簧减震器,主动隔振元件为电磁作动器。该系统可以简化为一个单自由度振动系统,空气弹簧具有一般弹性支承的低通滤波特性,其主要作用是隔离较高频率的基础振动,并支承机床系统;主动隔振系统具有高通滤波特性,其主要作用是有效地隔离较低频率的基础振动。主、被动隔振系统相结合可有效地隔离整个频率范围内的振动。图1.2机床主动隔震系统其中:m——机床质量c——空气弹簧粘性阻尼系数k0——空气弹簧刚度系数s——机床位移s0——地基位移1.5系统性能指标闭环系统单位阶跃响应的:超调量不大于5%;过渡过程时间不大于0.5秒。2系统建模床身质量的运动方程为:其中:——空气弹簧所产生的被动控制力——作动器所产生的主动控制力假设空气弹簧温度恒定,则被动控制力可以表示为:其中:主动控制力可近似线性化地表示为:其中:其中,电枢电流Ia满足微分方程:其中:1.性能指标:闭环系统单位阶跃响应的:超调量不大于5%;过渡过程时间不大于0.5秒(=0.02)2.实际给定参数:某一车床的已知参数3.开环系统状态空间数学模型的推导过程:对式两边求二次导,对上式再求一次导,其中则Ia=-my+cy+k0y+ηKa,又由Ia=-my+cy+k0y+ηKa,代入Lia+RIa+EIa,y=u(t),即Lmy+Lc+R 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.