[发明专利]一种用于虚拟轴机床刀具运动控制的滑模控制方法

权利要求书

1.一种用于虚拟轴机床刀具运动控制的滑模控制方法，其特征是采用如下步骤：

1)根据加工要求规划出虚拟轴机床加工过程刀具的空间运动轨迹，确定加工过程中虚拟轴机床各主动副的期望运动轨迹；

2)建立虚拟轴机床各控制支路被控对象的数学模型；

3)检测并确定虚拟轴机床各主动副的实际运动状态；

4)依据滑模控制理论计算开关曲面函数；

5)确定虚拟轴机床各控制支路电机驱动控制量并发送给各电机驱动器；

6)以各控制支路电机驱动控制量驱动各主动副，从而驱动虚拟轴机床刀具实现期望运动。

2.根据权利要求1所述的一种用于虚拟轴机床刀具运动控制的滑模控制方法，其特征是：

步骤1)中，确定虚拟轴机床各主动副的期望位移x_d、期望运动速度期望运动加速度

步骤2)中，各控制支路被控对象的数学模型为；x···=a2x··+a1x·+bu,]]>式中：u是输入脉冲数或为模拟电压输入量；b是控制量系数；是虚拟轴机床各主动副的实际运动速度；是虚拟轴机床各主动副的实际运动加速度；是虚拟轴机床各主动副实际位移的三阶导数；a₂、a₁、b分别是常系数，由电机驱动器的设置参数和电机参数确定；

步骤4)中，通过公式s=e··+1.414k2e·+k2e]]>计算出开关曲面函数s；式中：e＝x_d-x为虚拟轴机床各主动副运动的位置误差；x是虚拟轴机床各主动副实际位移；为虚拟轴机床各主动副运动的速度误差；为虚拟轴机床各主动副运动的加速度误差；

步骤5)中，通过公式u=1b[x···d-a2x··d-a1x·d+(1.414k2+a2)e··+(k2+a1)e·]+ηs]]>确定虚拟轴机床各控制支路电机驱动控制量；式中，可调参数k₂应大于0，η为正常数，大小取决于系统不确定性和干扰；为维持滑模运动的等效控制量。