混合驅動電主軸驅動性能及智慧型控制研究

《混合驅動電主軸驅動性能及智慧型控制研究》是依託江蘇理工學院，由單文桃擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：混合驅動電主軸驅動性能及智慧型控制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：單文桃
• 依託單位：江蘇理工學院

項目摘要

針對高性能電主軸輸出特性與複雜工況匹配這一工程實際問題，提出了“混合驅動電主軸驅動性能及智慧型控制研究”課題。一方面，採用功能及特性優勢互補思路，通過對在動態輸出範圍具有互補特性的電機進行混合驅動，來實現電主軸單元的複雜工況運行，提高電主軸的動態輸出特性，從而提升高速加工工具機的整體加工性能；另一方面，針對電主軸驅動控制系統的不確定，非線性，強耦合等控制難點，提出基於智慧型調節神經網路的塊控自適應反演控制方案，對主軸實際運行時的參數變化和負載擾動等具有較強魯棒性，從而改善主軸驅動控制系統的動靜態性能。預期成果不僅在科技層面有重大的學術意義，而且在工程套用層面有重大的社會經濟效益。

結題摘要

針對高性能電主軸輸出特性與複雜工況匹配這一工程實際問題，提出了“混合驅動電主軸 驅動性能及智慧型控制研究”課題。一方面，採用功能及特性優勢互補思路，通過對在動態輸出範圍具有互補特性的電機進行混合驅動，來實現電主軸單元的複雜工況運行，提高電主軸的動態輸出特性，從而提升高速加工工具機的整體加工性能；另一方面，針對電主軸驅動控制系統的不確定，非線性，強耦合等控制難點，提出基於智慧型調節神經網路的塊控自適應反演控制方案，對主軸實際運行時的參數變化和負載擾動等具有較強魯棒性，從而改善主軸驅動控制系統的動靜態性能。 項目執行期內已經成功研發出混合驅動工具機裝置並申報了發明專利，研究提出基於智慧型RBF調節神經網路的高速電主軸塊控自適應反演控制方案，主軸轉子轉速及磁鏈跟蹤均顯示出優良的瞬態性能並且能夠對附加扭矩干擾以及主軸系統的不確定性具有較強的魯棒性。主軸系統在受衝擊載荷後磁鏈偏差僅為0.0015wb，且在0.1秒後即達到穩定狀態；主軸的輸出轉速和轉矩的跳動量分別為0.6 r/min和0.2N·m。 通過本項目為期三年的研究，混合驅動電主軸可以同時實現低速大轉矩以及高速大功率加工，另外通過智慧型控制策略的研究，設計具備完善控制策略的驅動控制器可以實現加工中心電主軸單元優越的動態性能輸出。