[发明专利]基于CycletoCycle反馈控制的数控凸轮磨削轮廓误差补偿控制方法

权利要求书

1.基于Cycle to Cycle反馈控制的数控凸轮磨削轮廓误差补偿控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，基于CtC反馈控制，即在逐次循环过程控制之间利用上一个周期的磨削信息即轮廓误差来指导本周期的磨削过程，为数控凸轮磨削过程建立CtC反馈补偿控制策略：

一个周期的磨削过程结束后，按一定角度间隔测量其轮廓误差，角度间隔可选取0.5°、1.0°、2.0°；其选取原则为凸轮越大，则角度间隔越小，以保证在凸轮轮廓上测点的密度，具体数值可参考凸轮升程表中的角度间隔，以测量角度间隔为0.5°、总共720个点说明轮廓误差补偿公式如下：

c_k＝Kε_k-1(1)

其中，c_k为第k个周期需要补偿的轮廓误差值；ε_k-1为第k-1个周期的测量误差中的最大值；K为补偿的比例系数，其中，补偿比例系数K的取值规律如下：

其中，ε_o是给定的允许误差；

步骤二，为具有耦合的数控凸轮磨削系统建立CtC反馈控制模型；

步骤三，为CTC反馈控制模型设计控制器，通过系统动态与稳态特性分析，优化CTC反馈控制器参数，使得磨削轮廓误差控制在允许的范围之内，得到满意的磨削精度。

2.根据权利要求1所述的基于Cycle to Cycle反馈控制的数控凸轮磨削轮廓误差补偿控制方法，其特征在于，步骤二所述的为具有耦合的数控凸轮磨削系统建立CtC反馈控制模型具体包括：

(1)描述数控凸轮磨削系统的两轴动态过程模型如下：

其中，x_i,k(t)为进给轴(X轴)的给定值；x_o,k(t)为进给轴(X轴)的实际参考输入值；c_i,k(t)为旋转轴(C轴)的给定值；c_o,k(t)为旋转轴(C轴)的实际参考输入值；G_x为X轴的闭环传递函数；G_c为C轴的闭环传递函数；k＝1,2,3…n是重复周期数；t∈[1,2,3…n]是周期时间长度；

(2)将数控凸轮磨削系统的两输入系统变形为单输入问题，即当给定某一种凸轮片升程时，两轴的输入值之间的关系固定：

c_i,k(t)＝f(x_i,k(t))(4)

x_i,k(t)＝f^-1(c_i,k(t))(5)

则，在Z频域里：C＝F(X)，X＝F^-1(C)；

(3)定义新的轮廓误差，也即为型线误差：

ε_k＝x_o,k(t)-f^-1(c_o,k(t))(6)

(4)根据控制策略，建立补偿控制规律：

(5)数控磨削控制系统中，两轴的输入值为离散的序列值，故在Z域里分析：

X_o＝Z^-TG_x(X_i-K(X_o-f^-1(C_o)))(8)。