[发明专利]数控机床进给系统的等效惯量和等效阻尼的辨识方法

权利要求书

1.一种数控机床进给系统等效惯量和等效阻尼的辨识方法，其特征在于，具有：

第1步骤，建立简化的进给系统二阶动力学模型并计算得到其差分方程；

第2步骤，通过G代码位移信号对数控机床进给系统进行持续有效地激励，并同时得出进给伺服电机的电流信号数据和电机转速信号数据；

第3步骤，将所述电流信号数据和所述转速信号数据，带入所述差分方程后，根据最小二乘法从所述差分方程得出数控机床进给系统的等效惯量和等效阻尼。

2.根据权利要求1所述的数控机床进给系统等效惯量和等效阻尼的辨识方法，其特征在于：

所述第1步骤中，所述进给系统二阶动力学模型和所述差分方程是通过以下过程得出的：

首先，根据相关控制理论，以电机轴为研究对象，成立微分方程：

其中，K_t为电机力矩常数，J_e为等效惯量，B_m为等效阻尼，ω为电机角速度，i为电机电流，

然后，将所述微分方程改写成方程（2）：

然后，通过两边拉氏变换运算将所述方程（2）变形为方程（3）：

W(s)=ba?as+a[I(s)Te(s)/Kt]---(3)]]>

其中，W，I分别是ω、i的拉氏变换形式，且a=B_e/J_e，b=K_t/J_e，

然后，以T_S为采样周期，对所述方程（3）离散化，得出差分方程（4）：

ω(k+1)=e-aTsω(k)+ba(1-e-aTs)[i(k)-Te(k)/Kt]---(4)]]>

然后，将来源于摩擦力矩的T_e(k)/K_t等效为干扰电流，假定与ω同向的干扰电流为d_f⁺,反向干扰电流为d_f^-，二者均可看为ω的函数，此时T_e可写成：

T_e(ω(k))=P_V(ω(k))?d_f⁺N_V(ω(k))□d_f^-

其中，P_V(ω(k))、N_V(ω(k))分别是用来描述d_f⁺、d_f^-方向的函数，由下式定义：

Nv(ω(k))=0ω(k)>-W-1ω(k)?W]]>

其中，W是判定速度方向的阀值，则根据所述差分方程（4）得出差分方程（5），

ωm(k+1)=[ω(k)i(k)-PV(ω(k))-NV(ω(k))]]]>