一、开环数控系统控制精度分析（论文文献综述）
师国辉[1]（2021）在《螺母锻压自动生产线及锻压工位转换位置控制算法研究》文中研究指明文章针对机械自动化制造领域的实际应用需要,提出一种变论域模糊PID位置控制算法,应用于螺母自动化锻压生产线的锻压机工位转换移动工作台位置控制系统的控制器设计中。对工位转换移动工作台的位置控制环节建立了等效数学模型,通过Matlab&Simulink软件建立了基于变论域模糊PID算法的移动工作台位置控制系统模型并进行了仿真验证。结果表明使用变论域模糊PID控制的系统具有良好的动、静态性能,在响应速度、稳态调节时间以及稳态精度等方面具有更好的优越性。文章主要进行以下几方面的研究:首先,根据锻压加工的工艺流程、加工特点和企业生产要求,设计了螺母热锻自动生产线整体方案。整体方案包括单机多工位热锻机及其自动上料、下料装置,金属棒料自动加工机械,可以完成螺母从金属棒料的解捆、切割下料、加热、锻压成型工序的自动化生产。该螺母热锻自动化生产线方案采用模块化设计,具有高效、柔性化的特点。根据整体方案对单机多工位锻压机自动化输送装置进行了总体设计,同时对工位转换移动工作台进行了设计,并利用solidworks软件进行了建模。然后,根据工位转换移动工作台位置控制环节的组成特征,采用了三闭环反馈的控制原理,建立了位置控制系统及丝杠传动系统等效数学模型,同时对整个移动工作台位置控制系统模型进行了简化并计算,最终得到移动工作台整体系统传递函数。最后,根据工位转换移动工作台控制系统要求和控制特性,提出基于变论域模糊PID的移动工作台位置控制算法。在模糊PID控制的基础上加入变论域模块,使模糊控制的论域随系统条件变化而调整,最终整定出满足系统控制要求的PID参数。通过MATLAB/Simulink软件,建立了基于变论域模糊PID算法的移动工作台位置控制系统模型并进行了仿真验证。仿真结果显示,位置控制系统采用变论域模糊PID控制算法,提高了系统的响应速度、降低了系统的稳态调节时间,同时减少了系统的稳态误差,系统控制效果更优,适合在复杂的非线性耦合控制系统中使用。文章提出的基于变论域模糊PID位置控制算法的螺母锻压自动化工位转换移动工作台控制系统具有较好的创新性,同时具有较强的理论研究意义与工程应用价值。
路赛利[2]（2021）在《复杂型面透波构件IPD测量装备控制系统研究》文中研究表明航空航天、电子信息以及国防工业等领域的高端装备中,存在一类具有特定电磁性能的透波构件。此类构件可以保证雷达天线的通讯、制导等正常工作,一般具有复杂的廓形。插入相位移（insert phase delay,IPD）是评价复杂型面透波构件生产是否满足要求的综合评判指标之一,现阶段主要受限于材料成型和加工工艺水平,多采用修磨的方式调整几何厚度来修正补偿构件IPD误差。一方面,透波构件IPD逐点精密测量可以筛选出合格产品;另一方面,也是为机械补偿方式确定厚度调整量分布的有效手段之一。本文设计开发了一种大型复杂型面透波构件IPD测量装备的控制系统,并对测量过程中的多轴协调轮廓控制问题开展了研究。首先,针对测量装备和工件的特殊性以及测量过程中所满足的特定条件,采用基于“IPC+GALIL控制器”的双CPU数控系统,规划测量装备硬件系统的总体结构,进行控制系统主要电路搭建及伺服系统的设计与选型。此外,基于模块化设计理念,开发测量装备调整与校准主界面和微波系统程控界面,并编写下位机运动程序和底层PLC程序。最终构建完成测量装备控制系统的软、硬件平台。然后,针对测量过程中多轴伺服系统动态特性不匹配、轴间耦合带来的轮廓误差问题,在分析系统轮廓误差的基础上,将非线性PID控制器应用于单轴位置控制和交叉耦合控制。对于任意轮廓曲线,非线性PID交叉耦合轮廓控制在加快伺服轴动态响应提高单轴跟踪精度的同时,实时估计轮廓误差后进行动态增益补偿至各轴,实现轴间信息共享减小系统轮廓误差,提高IPD测量精度。利用X-Y平台进行验证,实验结果表明:与变增益交叉耦合控制相比,非线性PID交叉耦合轮廓控制在轮廓误差的均方根值、最大值和平均值三方面分别减少了30.77%、32.65%和30.43%,有效加快了伺服轴动态响应,提高了系统的轮廓精度。最后,对测量装备控制系统进行软、硬件调试。为满足控制系统的技术指标和动静态性能要求,并对各轴伺服电机的PID参数和速度/加速度前馈参数进行整定。为提高系统的定位精度,利用激光干涉仪检测装备各伺服轴的位置误差,设计基于“误差表”的补偿方法,并进行定位误差补偿实验,实验表明:X、Y、Z轴定位精度均小于0.04mm,重复定位精度均小于0.02mm;A轴定位精度小于1′,重复定位精度小于0.6′;C轴定位精度小于2′,重复定位精度小于1.2′;设计的控制系统满足精度设计指标要求。
吕东[3]（2021）在《辊筒模具光学微结构加工控制系统研究》文中研究指明具有光学功能的微结构是一种重要的微结构,由于其特殊的性能,广泛应用于成像技术和能源应用等领域,拥有巨大的市场应用价值。辊筒机床控制系统是整个机床的核心部份,融合了多学科的专业技术,其性能直接决定着数控机床的加工性能。常规的辊筒机床只配备了X轴、Z轴和主轴,无法在辊筒模具上实现径向菲涅尔光学微结构加工,需要引入A轴进行四轴联动才能实现该种结构的加工。为了研究辊筒模具光学微结构加工控制系统实现方法,同时提升我国辊筒机床在制造业中的研发水平和应用能力,开展基于光学微结构加工的辊筒机床控制系统研究,具有重要的理论与实践意义。本论文针对光学微结构加工的要求,在实验室现有辊筒机床上开展多轴联动控制系统研究,开发出稳定的、高控制精度的辊筒机床多轴联动控制系统,并实现裸眼3D光学微结构和径向菲涅尔光学微结构的加工。具体研究内容如下:（1）根据辊筒模具光学微结构加工工艺,并结合辊筒机床机械结构,分析光学微结构加工方案,确定加工裸眼3D光学微结构和径向菲涅尔光学微结构时分别需要两轴和四轴联动控制。（2）以Aerotech的A3200运动控制器为核心,设计包括软硬件平台的辊筒机床控制系统,结合系统整体设计结构完成控制系统硬件平台的搭建,开发了上位机软件多功能模块,有效实现了运动控制器的功能扩展性、通用性和移植性,开发出针对光学微结构加工的辊筒机床多轴联动控制系统。（3）研究了A3200运动控制器PID控制算法,利用MATLAB/Simulink对PID伺服控制环路进行了参数整定与仿真分析,深入开展了优化调试实验,控制系统达到了高稳定性和高控制精度的要求,旋转轴定位精度达到2arc sec,直线轴定位精度达到0.25μm。（4）基于研究的控制系统,开展了辊筒模具光学微结构加工实验。在对辊筒模具外圆车削加工的基础上,采用不同的金刚石刀具分别对柱状透镜光栅特征深度为142.87μm的裸眼3D光学微结构和每个环带特征深度为20μm的径向菲涅尔光学微结构进行加工。加工结果表明,辊筒模具表面粗糙度Ra4.8nm,裸眼3D光学微结构平均表面粗糙度Ra9.1nm,轮廓精度PV优于4.5μm,径向菲涅尔光学微结构每个环带平均表面粗糙度Ra8.4nm,轮廓精度PV优于1.6μm,验证了所开发的辊筒机床控制系统能够满足一般光学微结构加工性能的要求。
王慧霞[4]（2021）在《基于迭代学习与交叉耦合的数控机床进给伺服系统运动控制》文中指出制造业的飞速发展对数控机床的加工精度提出了更高的要求。然而在加工过程中,由于进给伺服系统各轴动态响应不一致,会导致机床加工精度降低。针对此问题,本文对数控机床进给伺服系统运动控制进行了研究。使用迭代学习控制与交叉耦合结构相结合的控制方法,对进给伺服系统的单轴采用迭代学习控制方法以提高单轴的跟踪精度;并进一步对进给伺服系统多轴联动采用交叉耦合控制结构,以抑制多轴联动产生的轮廓误差。论文首先对数控机床进给伺服系统结构进行了分析,对其机械传动部分以及控制部分分别进行了建模;在此基础上,依据本文所使用的实验平台的各个参数,求得单轴进给伺服系统传递函数的具体表达式;然后基于MATLAB软件对传递函数的稳定性进行分析,通过分析传递函数零极点分布图,可知所建立的进给伺服系统是稳定的。最终得到了能够满足要求的单轴进给伺服系统的闭环传递函数,为接下来单轴的跟踪误差控制以及多轴联动轮廓误差控制的研究奠定了基础。应用迭代学习控制算法,在单轴进给伺服的位置环采用迭代学习控制策略,以此克服传统PID控制未考虑轨迹重复运行的重复性,以及产生的重复误差数据未充分利用的缺点。首先对PID控制与迭代学习控制的理论分别进行了介绍;然后以MATLAB/Simulink仿真软件为工具,针对单轴进给伺服系统,分别搭建PID控制和迭代学习控制的仿真模型,同时让二者跟踪相同的三角波轨迹,通过对二者最终输出轨迹的对比分析,验证了迭代学习控制的控制效果。在双轴运动控制中采用交叉耦合结构,将迭代学习控制和交叉耦合结构的优点进行结合,使用交叉耦合迭代学习控制策略,用于提高数控机床进给伺服系统两轴运动控制时的控制性能。此方法解决了在多轴系统进行运动控制时,单纯减小单轴跟踪误差不能保证轮廓误差得到有效抑制的问题。在前文理论分析的基础上,为进一步验证所采用控制策略的控制效果,搭建XY数控实验平台,分别对圆轨迹和发动机缸体型线轨迹进行跟踪实验验证。通过对所得跟踪实验的数据进行分析评估,可知本文所采用的控制策略的控制效果优于其它传统控制方法。
倪启南[5]（2020）在《全闭环伺服驱动系统位置控制误差补偿技术研究》文中进行了进一步梳理高档数控机床是装备制造业的重要工具,是实现先进制造和现代化制造的基石,是实现高精尖技术及国防现代化的关键环节。全闭环伺服驱动系统作为高档数控机床最为重要的控制和执行机构,其位置控制误差直接影响了数控机床的加工精度。深入研究全闭环伺服驱动系统位置控制误差补偿技术,对推进高档数控机床国产化,提高高端制造装备自主性有着重要的意义。本论文在这一背景下,以全闭环伺服驱动系统为研究对象,从以下四个方面的关键技术来补偿位置控制误差:（1）抑制全闭环位置控制振荡,提高全闭环伺服驱动系统的稳定性;（2）降低转速/转角估算误差,消除转速、转矩内环对位置环控制的影响;（3）降低非线性因素引起的轮廓误差,分析反向间隙对轮廓误差的影响,优化过象限误差补偿方法;（4）考虑数控/伺服系统通讯延时,改善高速进给时位置环的增益裕度。论文的具体内容如下:在全闭环位置控制方法中,针对全闭环位置控制中控制环路存在弹性环节易引发位置振荡问题,本文对全闭环位置控制振荡抑制方法进行研究。首先从伺服驱动系统机械传动部分和电气控制部分出发,建立全闭环位置控制系统模型,在此基础上,获得全闭环控制传递函数的解析表达式,利用频率分析法分析全闭环控制相比于半闭环环控制易引发位置振荡的原因。然后,通过在位置环中引入电机轴端位置,将半闭环控制的高增益裕度与全闭环控制的高控制精度相结合,构建双位置反馈控制。最后,为解决不同伺服驱动系统谐振频率不同的问题,在反馈回路中引入滤波器构建可选频率反馈控制方法,提高双位置反馈控制的适用性和简易性。在电机转速估算方法中,针对数控机床低速精加工时由转速估算误差导致的机械噪音或转矩扰动问题,本文对电机转速/转角估算方法进行深入研究。速度环和电流环作为位置、速度和电流三闭环控制的内环,是伺服驱动系统的核心环节,其品质的好坏直接决定了位置控制系统最终的性能。低转速时,转速估算误差会引起伺服转速控制误差,本文在分析两种传统转速估算方法存在的问题的基础上,提出一种可有效从位置反馈信号中准确估算转速、转角信息的方法。首先,结合动力学方程,建立基于多项式拟合的位置信号重构算法,利用最小二乘法求解多项式系数,解决算法执行效率问题,并针对转速过零引起的转角估算误差增大问题,进行优化设计。然后,分析转角采样信号在数字控制器中的传递形式,通过建立基于多采样理论的转速观测器,提高转速估算的平滑性;为使估算转速快速收敛于真实值,降低观测器参数设计的复杂性,建立线性降阶观测器的离散化方程,基于零极点配置方法,推导出合理的观测器参数设计方法。在轮廓误差补偿方法中,针对由全闭环伺服机床传动结构表面存在的多种非线性因素（如间隙、摩擦、形变）引起的一种典型轮廓误差——瞬态反向间隙误差,本文对该误差的产生机理及误差补偿方法进行深入研究。首先,建立全闭环伺服轴的简化模型,在此基础上,推演瞬态反向间隙误差在直线加工和圆加工中的产生机理,并推导出瞬态反向间隙误差幅值的解析表达式。然后,在考虑反向间隙的啮合过程可以近似为一个积分过程的基础上,通过转速指令补偿方式,将补偿信号的幅值和持续时间与反向间隙宽度相结合,得到基于转速前馈的瞬态反向间隙误差补偿方法。最后,在理解瞬态反向间隙产生机理的基础上,通过结合伺服驱动控制各环路有效信息,提出了一种基于转矩前馈的自适应反向间隙误差补偿方法,该方法不需要预先测量反向间隙值,且补偿信号由算法自动生成,结构简单,高效、快速且易于实现,可以减小由反向间隙所引起的滞后时间和瞬态反向间隙误差,能够兼顾反向间隙对全闭环伺服系统精度与稳定性两个方面的影响。在高速进给的应用场合中,针对现代数控系统通常采用数控装置负责计算、伺服驱动器负责执行的结构理念,二者间的总线数据交互不可避免的存在通讯延时的问题,本文对全闭环数控系统时延问题进行深入研究。为了避免由通讯延时引起的超调及控制精度降低的问题,首先,基于双位置反馈控制架构,建立含通讯延时的全闭环伺服驱动系统模型,通过系统稳定性分析,指出延时补偿的必要性。为了更好地对通讯延时进行补偿,研究并设计Smith预估器,分析Smith预估器在应用中存在的模型失配问题,在此基础上,总结模型误差来源。最后,结合扰动观测器理论,设计基于扰动观测器的通讯扰动观测补偿策略,解决模型失配问题在通讯延时补偿中的影响,提高延时补偿方法的适用性和简易性。
才群[6]（2020）在《电火花线切割数控机床智能控制》文中研究说明电火花线切割技术是目前特种加工领域中的重要组成部分,其加工方式属于电腐蚀加工,具有切削力小、结构简单、可同时加工多层零件、加工效率高、故障率低、加工精度高等特点。在加工复杂精密零件、超高硬度的导体零件上具有很大优势,因其不依赖刀具材料的特点深受各大企业青睐。本文研究了将电火花线切割技术与数控技术相融合,达到电火花线切割机床实现数控的目的。本文先后阐述了研究背景与必要性,电火花线切割技术的国内外发展现状及其应用前景,做了整体数控系统的设计方案与架构,进行了数控系统的总体设计,兼顾了其开放性,重视新技术新产品的应用,充分利用了现有的科技成果,保证数控系统在通用性和开放性上的延续。进行了数控系统选型、伺服系统设计、除丝机构设计、除丝装置的PLC选型与其地址分配,设计并编制除丝程序。主要研究内容有以下几方面:1.经过分析和研究数控系统的开放形式的基础上,设计了电火花线切割机床的总体数控系统架构,确定了选用PC+运动控制卡的基本控制模式,结合整体数控方案进行实验研究。2.对线切割编程系统及其插补原理进行了研究,本文采用KS全图形编程软件。本软件是国内线切割专用的一种利用绘制图形轨迹而后经后置处理转换为加工程序的加工软件,本文介绍了软件的绘图方法与其人机交互界面等。3.设计一套除丝装置,包括除丝装置的硬件选型、控制结构与流程、I/O地址分配,并编制除丝动作相关的回零、主程序和子程序。
朱龙飞[7]（2020）在《普通车床数控化改造设计与实施》文中研究表明数控技术自创立以来就得到了广泛的应用,经过多年发展,现阶段我国在数控领域已取得一定成就。数控机床在机械制造等领域起到了关键性作用,一个国家或地区的数控化水平很大程度上反映了其机械化水平。现阶段,很多企业都拥有一定数量的普通机床,这些机床的使用年限很长,在工业实际中难以量化生产,并且加工的精度不高,自动化程度也相对薄弱。如果更新设备,会对生产造成影响,并且需要投入大量资金来购置数控机床。因此,改造和升级现有机床,拓展机床的制造能力,提升产能和效率,是目前大多数企业采取的策略,这样能让企业的自动化程度得到有效提升。本文以典型的普通车床CA6140数控化改造为案例,列举了其在改造实施中可能出现的关键问题及解决措施。包括对机床改造的可行性分析;阐述了数控系统若干改造方案的利弊,结合CA6140数控化改造的要求,针对运动控制卡和工控机所建立的开放式数控车削系统进行了详尽分析,具体讨论了其硬件平台构建的理论依据和软件平台的设计思想;对主要的机械部件,如进给系统的滚珠丝杠副、步进电动机及驱动器的选用依据,自动回转刀架的控制原理及选用,在主轴上安装脉冲编码器的选用依据及安装注意事项等均作了较细致地分析;并对数控化改造后的机床按照GBT25659.2-2010《简式数控卧式车床》技术要求进行检测机床精度,总结和分析了各个改造项目在改造中的具体要求。本文为普通机床数据控化改造实践提供了理论基础,对普通机床的改造升级进行了规范,为企业针对普通机床引入数控技术提供了借鉴经验,更为学校数控维修专业的开设和发展创造条件。
文翠芳[8]（2020）在《教学型数控微型铣床的研究与设计》文中研究说明目前,我国机电类职业技术院校数控加工实训教学多采用工业数控机床设备来进行教学,存在着设备投入大,教学成本高、效率低等方面问题。为解决上述问题,本课题研究开发了用于数控加工实训教学并具有结构简单、操作容易及成本较低特点的教学型数控微型铣床,主要研究工作如下:1.研究总结国内外数控微型铣床相关资料,结合本课题设计要求,对教学型数控微型铣床进行总体方案设计,确定了机床总体布局及立式单立柱结构形式。对机床整机结构以及主轴系统、进给系统、基础部件和辅助装置进行具体设计,并对主轴抱夹、主轴垫块、配套夹具进行了创新设计;采用CAXA设计软件完成机械部分的三维建模,并完成微型铣床的零部件加工装配。进行控制系统方案设计以及控制器与数控系统选型设计、主轴和步进电机驱动器选型设计、控制箱布局及面板设计,并完成控制箱制作及控制系统的搭建。完成了机械系统与控制系统联调。2.运用ANSYS软件对微型铣床的整机及主要机械部件进行静力学分析和模态特性分析,将机床三维模型导入ANSYS软件中,进行静态分析得到其静刚度和静态下的应力分布情况,进行模态分析得到其前六阶模态的固有频率和振型,校验所设计的微型铣床达到静态和动态的设计要求。3.进行了微型数控铣床的精度测试及实际样件加工实验,利用激光干涉仪检测微型机床的定位精度和重复定位精度,利用样件加工实验检验机床的加工精度、可操作性及与数控实训教学的融合性,所设计教学型数控微型铣床机床可满足各职业院校数控专业教学需求,具有较强实用性。
闵溢龙[9]（2020）在《高精度低耦合刚度大惯量扫描镜控制技术研究》文中研究表明空间光学遥感器在对探测目标进行扫描成像时,为获得高质量的成像数据,内部扫描镜运动控制系统需要具备优异的动态控制精度,能够实现稳定精确的摆动扫描。为满足不断提高的遥感精度指标要求,需要不断提高扫描镜运动控制系统的控制精度。在一般的光机扫描系统中,因光学遥感器光学孔径设计的需要,会设计较大尺寸的扫描镜,使得转动惯量较大。同时为保证扫描镜具有很好的面形精度,驱动电机转子、传动连接轴和扫描镜之间的耦合刚度不能设置太高。这两个因素使得系统运行时传动轴因刚度不足而发生较大的弹性形变,易产生机械谐振。如果简单地通过提高系统控制器的增益来获得更好的控制性能,引起的机械谐振使得扫描镜摆动时更容易失控,整个系统控制性能的提高也将受到限制。在光学遥感器的研制要求中,对高控制性能扫描镜系统的指标要求在不断提高,采用经典控制理论方法设计此类低耦合刚度的大惯量扫描镜控制系统将难以克服机械谐振对系统控制性能的限制。本课题将采用现代控制理论中观测器和状态反馈的设计方法对这类扫描镜控制系统进行优化,抑制系统运行时存在的机械谐振,同时提高系统的控制性能。本文将分别从系统控制对象的分析、优化控制方法的提出、控制系统的设计与仿真、软硬件系统的搭建和控制系统的实验这几个方面逐步进行详细地分析和讨论。首先,对系统中的低耦合刚度大惯量扫描镜控制对象进行分析,建立对应的控制模型。通过仿真分析系统运行时产生机械谐振和机械谐振对系统控制性能限制的原因。分析大惯量负载对存在机械谐振的控制系统性能的影响。根据调研情况和实际系统结构,提出了借助电流和位置反馈信号,采用现代控制理论设计加速度观测器的方法。将观测得到的加速度反馈到系统电流环前端构成反馈回路,从而提高系统的截止频率,同时降低系统中机械谐振峰值,达到抑制谐振并提高系统的控制性能的目的。然后,对控制系统结构进行设计。基于电流-速度-位置三闭环的系统控制结构,在电流环和速度环之间加入加速度观测器并引入加速度反馈。分别建立控制系统各环路的离散控制模型并对建立的模型进行仿真。仿真得到系统中各个环路的指令响应、开环bode图、闭环bode图和干扰响应bode图。对于电流环,闭环控制带宽可以达到1k Hz,具有良好的抗干扰能力。速度环和位置环则分析了加入加速度观测器前后系统环路控制性能的变化情况。在稳定裕度保持不变的前提下:对于速度环,加入加速度观测器前带宽为28.85Hz,加入后带宽提高到65.23Hz;对于位置环,加入加速度观测器前带宽为25.41Hz,加入后带宽提高到60.75Hz。在系统仿真方面说明提出的优化方法可以提高系统的控制性能。接着,设计并搭建系统的软硬件扫描控制器。采用以DSP+FPGA（DSP作为主控器进行控制算法的运算和控制信号的输出,FPGA作为协处理器对数据信号进行传输和处理）为主体的控制架构,搭建扫描控制器的各部分外围硬件电路,并编写硬件电路对应的软件程序。设计的扫描控制器系统包括反馈数据采集与传输模块,电机驱动模块,控制算法运算模块和上位机控制终端模块等部分。最后,将搭建好的扫描控制器与低耦合刚度一维大惯量扫描机构匹配,进行低速摆动扫描实验,测试系统的控制性能。实验中分别测试了控制系统的电流环指令响应和误差,还测试和对比了加入加速度观测器优化前后的速度环、位置环的指令响应和误差。系统的电流环可以快速响应电流指令,实际带宽能达到约900Hz。系统的速度环可以快速跟踪速度指令,在匀速段跟踪误差的均方根从原来的1.37×10-3 rad/s下降为0.55×10-3 rad/s,动态控制精度提高约60%。系统的位置环同样可以快速高精度地跟踪位置指令,在匀速段跟踪误差的均方根从原来的1.062×10-5 rad下降为0.407×10-5 rad,匀速段的位置动态控制精度提高约62%。通过对系统的频率测试可知,优化后系统在机械谐振频率处的振幅下降,谐振得到一定地抑制。系统的仿真结果与实测结果保持了较好的一致性。通过以上几个方面的研究工作,本文提出并论证了基于现代控制理论设计加速度观测器并将观测得到的加速度进行反馈建立负反馈环路的方法,能够有效地抑制低耦合刚度的大惯量扫描镜系统运行时易产生的机械谐振,提高系统的控制带宽和动态控制精度。并且该方法易工程实现,参数调试也很方便。
李云嵩[10]（2020）在《铣床进给系统全闭环位置控制通讯延时补偿技术》文中研究说明数控机床是装备制造业的重要工具,是实现先进制造和现代化制造的基石,是实现高精尖技术及国防现代化的关键环节。铣床是数控机床中的重要组成部分,不仅可以加工平面、沟槽等简易型面,也可加工回转体表面、花键轴等较为复杂的型面,在机械制造中有着广泛应用。高速、高精加工一直是铣床进给系统的发展方向,为了实现高精度控制,传统的半闭环控制方法不再适用,通常采取用实际负载位置进行位置闭环的全闭环控制方法。而全闭环控制回路较长,包含大量机械非线性环节,难以实现高刚度控制,会牺牲进给系统的动态响应,限制高速加工能力。此外,现代数控系统常采用数控装置（NC）负责计算、伺服驱动器负责执行的结构理念,二者间通过总线进行数据交互,不可避免的存在通讯延时,而延时的存在会进一步恶化系统的响应性能,对于高速加工无异于雪上加霜。全闭环控制策略的优化及通讯延时补偿变得尤为重要。本文首先对机械传动机构进行建模,将机械传动的结构逐个划分,等效为多惯量模型。再由实际机械结构刚度和相互之间的连接情况,将机械传动环节近似化简为双惯量弾性模型。最后结合电气控制部分的等效模型,建立全闭环进给系统模型。接下来的两章将弹性谐振问题和通讯延时问题剥离开来,逐个分析。第一章分析弹性环节对全闭环系统的影响,推导全闭环控制的传递函数,从频域特性角度分析全闭环的振荡机理。弹性环节的存在给系统引入了谐振点,谐振点处的幅、相频率突变严重影响了系统在该点的增益裕度,进而出现振荡问题。为抑制全闭环的振荡现象,提出双位置反馈的位置控制策略,通过仿真和实验,验证双位置反馈控制抑制振荡的有效性,保证系统的位置增益。在采用双位置反馈控制策略的前提下,在第二章引入通讯延时并进行分析。延时的存在使得系统难以对输入信号及时响应,以直线定位为例,末端极易产生超调,而这在机械加工中是需要严格避免的。首先从频域根轨迹的角度分析得到延时会降低系统稳定根轨迹增益,其次提出Smith预估补偿策略进行延时补偿,针对该方法对模型准确度较为敏感的问题,提出鲁棒Smith预估器和通讯扰动观测器（CDOB）两种改进策略,通过仿真验证了算法的有效性。
二、开环数控系统控制精度分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、开环数控系统控制精度分析（论文提纲范文）
（1）螺母锻压自动生产线及锻压工位转换位置控制算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外技术现状及发展趋势 |
| 1.2.1 生产线技术现状及发展趋势 |
| 1.2.2 生产线自动送料技术发展现状 |
| 1.2.3 控制系统模糊PID算法技术现状与发展趋势 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 螺母热锻柔性自动化生产线设计 |
| 2.1 螺母锻压自动化生产线设计要求 |
| 2.2 螺母热锻柔性自动化生产线整体方案设计 |
| 2.2.1 金属棒料自动解捆装置设计 |
| 2.2.2 螺母坯料自动上料装置设计 |
| 2.2.3 中频炉上料和下料通道装置设计 |
| 2.2.4 螺母热锻机自动化输送装置设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 工位转换移动工作台位置控制模型建立 |
| 3.1 移动工作台位置控制系统概述 |
| 3.2 移动工作台位置控制系统模型建立 |
| 3.2.1 电流环模型等效结构 |
| 3.2.2 速度环模型等效结构 |
| 3.2.3 位置环模型等效结构 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于变论域模糊PID的移动工作台位置控制算法研究 |
| 4.1 控制理论概述 |
| 4.1.1 比例、积分、微分(PID)控制理论 |
| 4.1.2 模糊控制理论 |
| 4.2 变论域模糊PID控制器设计 |
| 4.3 位置控制系统仿真实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
（2）复杂型面透波构件IPD测量装备控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 开放式数控系统研究现状 |
| 1.2.2 轮廓控制技术研究现状 |
| 1.2.3 研究现状分析 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 IPD测量装备硬件系统结构设计 |
| 2.1 IPD测量方法和装备机械结构 |
| 2.1.1 IPD测量方法 |
| 2.1.2 测量装备机械结构 |
| 2.2 控制系统整体方案 |
| 2.2.1 双CPU开放式数控系统 |
| 2.2.2 控制系统总体结构设计 |
| 2.3 伺服系统设计 |
| 2.3.1 伺服系统结构设计 |
| 2.3.2 伺服系统电机选型 |
| 2.3.3 伺服系统的连接 |
| 2.4 控制系统主要电路设计 |
| 2.4.1 系统主回路设计 |
| 2.4.2 系统控制回路设计 |
| 2.4.3 摇杆模式电路设计 |
| 2.4.4 输入输出控制信号电路设计 |
| 2.4.5 电气控制柜线路设计 |
| 2.5 电磁兼容和安全保护设计 |
| 2.5.1 电磁兼容设计 |
| 2.5.2 安全保护设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 IPD测量装备软件系统开发 |
| 3.1 测量装备软件系统总体开发思想 |
| 3.2 系统管理软件初步设计 |
| 3.2.1 上位机软件开发概述 |
| 3.2.2 机床调整与校准程序设计 |
| 3.2.3 微波系统控制程序设计 |
| 3.3 调试运动程序开发 |
| 3.3.1 伺服轴定位运动 |
| 3.3.2 多轴插补运动 |
| 3.4 PLC程序开发 |
| 3.4.1 PLC模块化设计 |
| 3.4.2 主要PLC程序实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 伺服系统轮廓控制器设计 |
| 4.1 轮廓误差模型 |
| 4.1.1 轮廓误差建模 |
| 4.1.2 轮廓误差的计算方法 |
| 4.2 交叉耦合轮廓控制器设计 |
| 4.2.1 非线性PID控制器 |
| 4.2.2 非线性PID交叉耦合轮廓控制器 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.3.1 单轴对比仿真实验与分析 |
| 4.3.2 非线性PID交叉耦合轮廓控制器仿真实验与分析 |
| 4.4 轮廓控制实验 |
| 4.4.1 实验平台介绍 |
| 4.4.2 轮廓控制实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 IPD测量装备控制系统调试与误差补偿 |
| 5.1 控制系统的调试 |
| 5.1.1 电路连线调试 |
| 5.1.2 伺服系统调试 |
| 5.1.3 限位及回零调试 |
| 5.1.4 控制面板调试 |
| 5.2 控制系统参数整定 |
| 5.2.1 GALIL的伺服控制算法 |
| 5.2.2 PID参数整定 |
| 5.2.3 前馈环节参数整定 |
| 5.3 控制系统定位误差补偿 |
| 5.3.1 误差来源分析 |
| 5.3.2 定位误差补偿原理 |
| 5.3.3 系统定位精度实验及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 测量装备控制系统部分程序 |
| 附录 B 测量装备控制系统调试现场照片 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）辊筒模具光学微结构加工控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外辊筒机床研究现状 |
| 1.2.2 国内辊筒机床研究现状 |
| 1.2.3 开放式数控系统发展现状 |
| 1.3 基本伺服控制策略 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 多轴联动光学微结构加工辊筒机床 |
| 2.1 辊筒机床机械结构 |
| 2.2 光学微结构加工对辊筒机床的要求 |
| 2.3 辊筒机床多轴控制系统性能要求 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 辊筒机床控制系统设计 |
| 3.1 伺服运动控制系统组成 |
| 3.2 辊筒机床控制系统工作原理 |
| 3.3 辊筒机床控制系统整体结构 |
| 3.4 控制系统硬件选型 |
| 3.4.1 A3200 运动控制器 |
| 3.4.2 工业计算机 |
| 3.4.3 伺服驱动系统 |
| 3.4.4 测量反馈系统 |
| 3.5 电控系统接口电路设计 |
| 3.5.1 旋转伺服电机控制接口电路 |
| 3.5.2 直线伺服电机控制接口电路 |
| 3.5.3 限位触发控制 |
| 3.6 上位机软件开发环境与设计方法 |
| 3.6.1 软件开发环境 |
| 3.6.2 软件设计方法 |
| 3.7 软件系统基本架构与设计流程 |
| 3.7.1 软件系统基本架构 |
| 3.7.2 软件系统设计流程 |
| 3.8 上位机人机交互界面 |
| 3.9 上位机软件功能模块开发 |
| 3.9.1 控制器编程库函数调用 |
| 3.9.2 功能模块实现 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 控制系统PID参数整定与优化调试实验 |
| 4.1 PID控制理论 |
| 4.1.1 PID控制基本原理 |
| 4.1.2 数字PID控制 |
| 4.2 PID基本伺服控制结构 |
| 4.3 A3200 运动控制器PID伺服控制环路分析 |
| 4.4 无刷直流电机数学模型 |
| 4.5 PID控制参数整定方法 |
| 4.6 PID伺服控制环路参数整定仿真分析 |
| 4.6.1 速度环参数整定 |
| 4.6.2 位置环参数整定 |
| 4.6.3 PID参数仿真分析 |
| 4.7 伺服控制系统参数优化调试实验 |
| 4.7.1 控制系统调试配置与PID自整定 |
| 4.7.2 PID伺服控制环路参数优化调试实验 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 辊筒模具光学微结构加工实验及测量分析 |
| 5.1 辊筒模具外圆车削实验 |
| 5.2 裸眼3D光学微结构加工实验与测量分析 |
| 5.2.1 裸眼3D光学微结构加工实验 |
| 5.2.2 实验结果测量分析 |
| 5.3 径向菲涅尔光学微结构加工实验与测量分析 |
| 5.3.1 径向菲涅尔光学微结构加工对刀 |
| 5.3.2 径向菲涅尔光学微结构加工实验 |
| 5.3.3 实验结果测量分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）基于迭代学习与交叉耦合的数控机床进给伺服系统运动控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 进给伺服系统跟踪误差国内外研究现状 |
| 1.2.2 迭代学习控制国内外研究现状 |
| 1.2.3 进给伺服系统轮廓误差控制国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 数控机床进给伺服系统误差分析和建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数控机床误差分析 |
| 2.2.1 数控机床综合误差 |
| 2.2.2 数控机床跟踪误差和轮廓误差 |
| 2.3 进给伺服系统组成与性能分析 |
| 2.3.1 进给伺服系统概述及组成单元 |
| 2.3.2 进给伺服系统控制原理及评价指标 |
| 2.4 进给伺服系统数学建模 |
| 2.4.1 机械传动部分数学模型 |
| 2.4.2 控制系统部分数学模型 |
| 2.4.3 进给伺服系统数学模型及稳定性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于迭代学习的单轴运动控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单轴进给伺服系统PID控制 |
| 3.2.1 传统PID控制原理 |
| 3.2.2 PID控制器参数整定 |
| 3.2.3 单轴PID控制器的设计及系统的动态性能分析 |
| 3.3 迭代学习控制 |
| 3.3.1 迭代学习控制算法原理 |
| 3.3.2 P型闭环迭代学习控制律及其收敛性证明 |
| 3.3.3 单轴迭代学习控制器的设计及跟踪性能分析 |
| 3.4 单轴PID控制与迭代学习控制跟踪性能对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 融合迭代学习与交叉耦合的多轴运动控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 轮廓误差模型 |
| 4.2.1 直线轮廓误差 |
| 4.2.2 圆弧轮廓误差 |
| 4.2.3 任意曲线轮廓误差 |
| 4.3 无耦合控制 |
| 4.4 交叉耦合控制 |
| 4.4.1 变增益交叉耦合控制 |
| 4.4.2 双轴PID交叉耦合控制 |
| 4.4.3 双轴迭代学习交叉耦合控制 |
| 4.5 三种控制方法仿真分析实例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 运动控制策略实验验证及结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于MACH3 运动控制卡的XY数控系统实验平台 |
| 5.3 实验平台通信测试 |
| 5.4 控制策略验证及结果分析 |
| 5.4.1 圆轨迹跟踪实验 |
| 5.4.2 发动机缸体型线轨迹跟踪实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文及科研情况 |
（5）全闭环伺服驱动系统位置控制误差补偿技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 课题相关国内外研究现状 |
| 1.2.1 数控机床误差补偿技术发展现状 |
| 1.2.2 全闭环位置控制振荡抑制方法研究现状 |
| 1.2.3 转速估算误差补偿方法研究现状 |
| 1.2.4 瞬态反向间隙误差补偿技术研究现状 |
| 1.2.5 位置控制通讯延时补偿技术研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 全闭环伺服驱动系统建模与双位置反馈控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 全闭环伺服驱动系统理论建模 |
| 2.2.1 全闭环伺服驱动系统结构 |
| 2.2.2 全闭环伺服驱动系统建模 |
| 2.3 全闭环位置控制振荡机理分析 |
| 2.4 基于双位置反馈的全闭环位置控制振荡抑制方法 |
| 2.5 全闭环位置控制及振荡抑制方法实验验证 |
| 2.5.1 全闭环位置控制定位精度实验验证 |
| 2.5.2 全闭环振荡现象及抑制实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 全闭环伺服驱动系统电机转速转角估计误差消除方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传统转速转角估计方法问题分析 |
| 3.2.1 平均转速法转速估计误差分析 |
| 3.2.2 龙伯格转速观测器稳定性分析 |
| 3.3 基于多采样观测器及多项式拟合的转速转角估计策略 |
| 3.3.1 基于多项式拟合的转角估计方法 |
| 3.3.2 基于多采样观测器理论的转速估算方法 |
| 3.4 转速转角估计方法暂稳态及闭环运行性能实验验证 |
| 3.4.1 转角估计方法实验验证及性能分析 |
| 3.4.2 转速估计方法实验验证及性能分析 |
| 3.4.3 闭环性能实验验证及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 瞬态反向间隙误差产生机理分析及补偿策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含间隙非线性的全闭环伺服轴模型建立 |
| 4.2.1 基于死区模型的伺服轴建模 |
| 4.2.2 基于滞后模型的伺服轴建模 |
| 4.2.3 伺服轴控制参数的设定方法 |
| 4.3 两轴伺服系统中瞬态反向间隙误差的产生机制 |
| 4.3.1 直线进给时瞬态反向间隙误差产生机理 |
| 4.3.2 圆进给时瞬态反向间隙误差产生机理 |
| 4.4 瞬态反向间隙误差补偿策略 |
| 4.4.1 基于转速前馈的瞬态反向间隙误差补偿方法 |
| 4.4.2 基于转矩前馈的自适应瞬态反向间隙误差补偿方法 |
| 4.5 瞬态反向间隙误差机理分析仿真验证及补偿方法实验验证 |
| 4.5.1 瞬态反向间隙误差机理分析仿真验证 |
| 4.5.2 瞬态反向间隙误差补偿方法实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于扰动观测器的位置控制通讯延时补偿方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 位置环控制通讯延时问题分析 |
| 5.2.1 含通讯延时的全闭环伺服驱动系统模型建立 |
| 5.2.2 通讯延时对全闭环位置控制的影响 |
| 5.3 基于Smith预估器的通讯延时补偿方法 |
| 5.3.1 Smith预估补偿器设计 |
| 5.3.2 Smith预估补偿器模型失配问题分析 |
| 5.4 基于通讯扰动观测器的通讯延时补偿方法 |
| 5.4.1 通讯延时对通讯扰动观测器的影响 |
| 5.4.2 通讯扰动观测器的设计 |
| 5.5 两种通讯延时补偿方法仿真及实验验证 |
| 5.5.1 两种通讯延时补偿方法仿真验证 |
| 5.5.2 两种通讯延时补偿方法实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）电火花线切割数控机床智能控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电火花加工基本原理 |
| 1.2 电火花加工分类及特点 |
| 1.3 数控系统发展历史及趋势 |
| 1.3.1 数控系统发展史 |
| 1.3.2 数控系统发展趋势 |
| 第2章 数控系统总体设计 |
| 2.1 数控系统总体设计 |
| 2.1.1 数控系统设计基本原则 |
| 2.1.2 数控系统的组成 |
| 第3章 总体控制方案设计 |
| 3.1 数控系统选型 |
| 方案一:CNC+PC |
| 方案二:PC+运动控制卡 |
| 方案三:全软件型NC |
| 3.2 电火花线切割机床伺服控制系统设计 |
| 3.2.1 数控系统伺服控制原理 |
| 3.2.2 伺服系统的基本组成 |
| 3.2.3 电火花成形机床伺服控制系统的实现 |
| 3.3 数控系统硬件结构图 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 数控系统软件设计 |
| 4.1 数控系统软件总体设计 |
| 4.1.1 数控系统软件结构形式 |
| 4.2 电火花成形机床数控系统工作过程 |
| 4.3 电火花成形加工数控系统软件功能模块设计 |
| 4.3.1 数控系统人机界面设计 |
| 4.3.2 数控系统功能模块设计 |
| 4.3.3 数控系统多轴控制模块设计 |
| 4.4 数控系统译码模块设计 |
| 4.4.1 数控系统译码模块功能概述 |
| 4.4.2 数控加工程序诊断 |
| 4.4.3 数控系统译码模块程序实现 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 上位机编程代码与编程软件 |
| 5.1 3B编程代码 |
| 5.1.1 3B代码输入格式 |
| 5.1.2 直线3B代码 |
| 5.1.3 圆弧的3B代码 |
| 5.2 KS线切割数控自动编程软件系统 |
| 5.2.1 KS编程系统基本术语 |
| 5.2.2 KS编程系统常用功能介绍 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 除丝系统设计 |
| 6.1 控制系统硬件选型 |
| 6.1.1 上位机的选择 |
| 6.1.2 下位机PLC的选择 |
| 6.1.3 硬件连接与组装 |
| 6.2 程序流程 |
| 6.2.1 主程序设计 |
| 6.2.2 初始化程序设计 |
| 6.2.3 除丝程序设计 |
| 6.3 除丝小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）普通车床数控化改造设计与实施（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 数控机床及发展历史 |
| 1.2 数控机床的发展趋势 |
| 1.3 数控机床的特点 |
| 1.4 国内外数控机床改造的现状 |
| 1.4.1 普通机床数控化改造的优越性 |
| 1.4.2 国外数控机床改造的现状 |
| 1.4.3 国内数控机床改造的现状 |
| 1.5 研究本选题的提出依据 |
| 1.6 本次课题的主要内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 普通机床数控化改造的可行性分析和技术准备 |
| 2.1 普通机床的数控化改造理念 |
| 2.2 普通机床数控化改造的可行性分析 |
| 2.3 改造前的技术准备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 普通机床数控化改造中数控系统的选择 |
| 3.1 数控系统概述 |
| 3.1.1 数控系统的基本组成 |
| 3.1.2 数控系统的基本工作原理 |
| 3.1.3 数控系统的演变 |
| 3.2 数控系统的开放要求 |
| 3.2.1 传统数控系统存在的问题 |
| 3.2.2 开放式数控系统的定义及特征 |
| 3.2.3 国内外对开放式数控系统的研究状况 |
| 3.2.4 开放式数控系统的典型结构类型 |
| 3.3 普通机床数控化改造中数控系统的选择 |
| 3.4 开放式数控系统在普通机床数控化改造中的理论研究 |
| 3.4.1 “IPC+运动控制卡”开放式数控车削系统硬件的构建 |
| 3.4.2 “工控机+运动控制卡”开放式数控车削系统软件结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 普通机床数控化改造中机械部件的改造探讨 |
| 4.1 机械部件改造的总原则 |
| 4.2 机床进给传动系统的改造 |
| 4.2.1 数控机床进给传动系统的基本构成 |
| 4.2.2 数控机床进给传动系统的要求 |
| 4.2.3 进给部件中运动转换机构的选择 |
| 4.2.4 进给部件总体改造方案的确定 |
| 4.3 自动换刀装置的选型 |
| 4.3.1 数控车床刀架的基本要求 |
| 4.3.2 数控车床刀架结构与选型 |
| 4.3.3 自动转位刀架的选刀过程 |
| 4.3.4 自动转位刀架的安装 |
| 4.4 脉冲编码器的选用与安装 |
| 4.4.1 脉冲编码器的选用 |
| 4.4.2 脉冲编码器的安装 |
| 4.5 主传动系统的改造 |
| 4.5.1 主传动系统的特点 |
| 4.5.2 主传动的变速方式 |
| 4.6 导轨的修复 |
| 4.7 数控化改造后的检验精度与分析 |
| 4.7.1 横向、纵向导轨精度检测 |
| 4.7.2 刀架转位的重复定位精度检测 |
| 4.7.3 工作精度检测 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间已发表的论文 |
| 致谢 |
（8）教学型数控微型铣床的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.1.3 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 国外研究状况 |
| 1.2.2 国内研究状况 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 教学型数控微型铣床总体方案 |
| 2.1 机床技术参数确定 |
| 2.2 机床总体结构方案 |
| 2.2.1 微型数控铣床机械结构方案 |
| 2.2.2 微型数控铣床控制系统方案 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 数控微型铣床本体及控制系统设计 |
| 3.1 数控微型铣床主轴系统设计 |
| 3.1.1 机床Z轴总成 |
| 3.1.2 机床主轴组件设计 |
| 3.1.3 机床电主轴设计 |
| 3.1.4 机床主轴夹具结构创新设计 |
| 3.2 数控微型铣床进给系统设计 |
| 3.2.1 进给系统驱动电机设计 |
| 3.2.2 导轨及丝杠设计 |
| 3.3 数控微型铣床基础支承件和辅助部件设计 |
| 3.3.1 XY轴工作台设计 |
| 3.3.2 底座及立柱设计 |
| 3.3.3 辅助部件设计 |
| 3.4 数控机床控制系统设计 |
| 3.4.1 数控系统整体方案 |
| 3.4.2 控制器方案及数控系统选型设计 |
| 3.4.3 电主轴驱动器及步进电机驱动器选型设计 |
| 3.4.4 控制箱布局与面板设计 |
| 3.5 微型机床样机制作与调试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 教学型数控微型铣床结构有限元分析 |
| 4.1 有限元分析方法 |
| 4.2 主轴垫块的有限元分析 |
| 4.2.1 主轴垫块的静态分析 |
| 4.2.2 主轴垫块的模态分析 |
| 4.3 机床立柱的有限元分析 |
| 4.3.1 立柱的静态分析 |
| 4.3.2 立柱模态分析 |
| 4.4 机床部件有限元分析 |
| 4.4.1 主轴组件的模态分析 |
| 4.4.2 Z轴总成部件模态分析 |
| 4.5 机床整机有限元分析 |
| 4.5.1 整机的静态分析 |
| 4.5.2 整机模态分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 教学型数控微型铣床精度测试及加工实验 |
| 5.1 微型数控铣床实验样机定位误差检测 |
| 5.1.1 定位精度测量基本原理 |
| 5.1.2 实验样机定位精度检测 |
| 5.1.3 实验样机定位精度实验数据处理及结果 |
| 5.1.4 误差分析 |
| 5.2 微型数控铣床加工实验 |
| 5.2.1 手工编程加工实验 |
| 5.2.2 自动编程加工实验 |
| 5.3 微型数控铣床在教学中的运用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 附录 |
（9）高精度低耦合刚度大惯量扫描镜控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题引出 |
| 1.3 相关技术研究情况 |
| 1.3.1 大惯量负载空间驱动机构 |
| 1.3.2 机械谐振抑制方法 |
| 1.3.3 加速度获取方法 |
| 1.3.4 扫描镜控制技术 |
| 1.4 课题研究目标 |
| 1.5 课题研究内容和方法 |
| 1.6 论文章节安排 |
| 第2章 控制对象建模分析及加速度观测器方法 |
| 2.1 系统控制对象建模 |
| 2.2 低耦合刚度系统与高耦合刚度系统 |
| 2.3 机械谐振对控制性能的限制 |
| 2.4 大惯量负载对机械谐振的影响 |
| 2.5 加速度反馈抑制谐振的分析 |
| 2.6 加速度观测器的设计 |
| 2.6.1 观测器的结构 |
| 2.6.2 观测器补偿器设计 |
| 2.7 加速度观测器参数调试 |
| 2.8 模型偏差对观测器性能的影响 |
| 2.9 位置传感器分辨率对加速度观测器的影响 |
| 2.10 观测器计算频率对速度环性能的影响 |
| 2.11 本章小结 |
| 第3章 低耦合刚度大惯量扫描镜系统控制器技术路线 |
| 3.1 电机磁场定向控制理论 |
| 3.1.1 A、B、C三相静止坐标系下数学模型 |
| 3.1.2 α、β两相静止坐标系下的数学模型 |
| 3.1.3 d、q两相旋转坐标系下的数学模型 |
| 3.2 空间矢量脉宽调制驱动理论 |
| 3.3 系统电流环设计 |
| 3.3.1 算法设计 |
| 3.3.2 仿真分析 |
| 3.4 系统加速度环设计 |
| 3.4.1 算法设计 |
| 3.4.2 仿真分析 |
| 3.5 系统速度环设计 |
| 3.5.1 算法设计 |
| 3.5.2 仿真分析 |
| 3.6 系统位置环设计 |
| 3.6.1 算法设计 |
| 3.6.2 仿真分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 低耦合刚度大惯量扫描镜系统控制平台设计 |
| 4.1 系统的控制架构设计 |
| 4.2 硬件电路设计 |
| 4.2.1 主控制器电路 |
| 4.2.2 功率驱动电路 |
| 4.2.3 电流反馈电路 |
| 4.2.4 编码器位置反馈电路 |
| 4.2.5 上位机接口电路 |
| 4.3 软件程序设计 |
| 4.3.1 DSP控制算法 |
| 4.3.2 FPGA数据传输程序 |
| 4.3.3 上位机终端设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实验测试与结果分析 |
| 5.1 电流控制测试与分析 |
| 5.2 速度控制测试与分析 |
| 5.3 位置控制测试与分析 |
| 5.4 加速度观测器测试与分析 |
| 5.5 系统频率特性测试与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.1.1 研究内容总结 |
| 6.1.2 创新点总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）铣床进给系统全闭环位置控制通讯延时补偿技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 全闭环控制研究现状 |
| 1.2.2 全闭环振荡抑制研究现状 |
| 1.2.3 通讯延时补偿研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 铣床全闭环进给系统建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机械传动环节建模 |
| 2.3 全闭环位置控制系统模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 全闭环振荡机理分析及抑制技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 全闭环振荡机理分析 |
| 3.3 基于双位置反馈控制的振荡抑制技术 |
| 3.4 算法验证 |
| 3.4.1 仿真验证 |
| 3.4.2 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于双位置反馈控制的通讯延时补偿技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含通讯延时的双位置反馈控制系统稳定性分析 |
| 4.2.1 延时环节的有理近似方法 |
| 4.2.2 系统稳定性分析 |
| 4.3 SMITH预估补偿策略 |
| 4.3.1 Smith预估补偿原理 |
| 4.3.2 模型误差来源分析 |
| 4.3.3 仿真验证 |
| 4.4 鲁棒SMITH预估补偿策略 |
| 4.4.1 鲁棒Smith预估补偿原理 |
| 4.4.2 仿真验证 |
| 4.5 通讯扰动观测补偿策略 |
| 4.5.1 通讯扰动补偿原理 |
| 4.5.2 通讯扰动观测器的设计方法 |
| 4.5.3 仿真验证 |
| 4.5.4 误差评价函数 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
四、开环数控系统控制精度分析（论文参考文献）
- [1]螺母锻压自动生产线及锻压工位转换位置控制算法研究[D]. 师国辉. 河北工程大学, 2021(08)
- [2]复杂型面透波构件IPD测量装备控制系统研究[D]. 路赛利. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]辊筒模具光学微结构加工控制系统研究[D]. 吕东. 广东工业大学, 2021
- [4]基于迭代学习与交叉耦合的数控机床进给伺服系统运动控制[D]. 王慧霞. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]全闭环伺服驱动系统位置控制误差补偿技术研究[D]. 倪启南. 哈尔滨工业大学, 2020
- [6]电火花线切割数控机床智能控制[D]. 才群. 内蒙古科技大学, 2020(06)
- [7]普通车床数控化改造设计与实施[D]. 朱龙飞. 武汉工程大学, 2020(01)
- [8]教学型数控微型铣床的研究与设计[D]. 文翠芳. 广西大学, 2020(07)
- [9]高精度低耦合刚度大惯量扫描镜控制技术研究[D]. 闵溢龙. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)
- [10]铣床进给系统全闭环位置控制通讯延时补偿技术[D]. 李云嵩. 哈尔滨工业大学, 2020(01)