摘要：數(shù)控系統(tǒng)振蕩問題是數(shù)控機床調(diào)試或運行中常見的故障场比，本文介紹了數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的控制原理及產(chǎn)生振蕩的原因分析并提出了全閉環(huán)控制系統(tǒng)消除振蕩的理論依據(jù)和方法。

　　一糙笛、引言

　　數(shù)控系統(tǒng)的振蕩現(xiàn)象已成為數(shù)控全閉環(huán)系統(tǒng)的共同性問題模庐。系統(tǒng)振蕩時會造成機床產(chǎn)生爬行與振動故障，尤其在臥式帶立柱的軸和旋轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺軸其系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率較高油宜。該問題已成為影響數(shù)控設(shè)備正常使用的重要因素之一掂碱。

　　二、產(chǎn)生振蕩的原因分析

　　機床的振蕩故障通常發(fā)生在機械部分和進給伺服系統(tǒng)慎冤。產(chǎn)生振蕩的原因有很多疼燥，陳了機械方面存在不可消除的傳動間隙、彈性變形粪薛、摩擦阻力等諸多因素外悴了，伺服系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)的影響也是重要的一方面。伺服系統(tǒng)有交流和直流之分违寿，本文主要討論直流伺服系統(tǒng)因參數(shù)影響引起的振蕩湃交。大部分?jǐn)?shù)控機床采用的是全閉環(huán)方式。

　　引起伺服系統(tǒng)振動的原因大致有四種情況：a位置環(huán)不良又引起輸出電壓不穩(wěn)藤巢；b速度環(huán)不良引起的振動搞莺；c伺服系統(tǒng)可調(diào)定位器太大引起電壓輸出失真；d傳動機械裝如絲杠間隙太大掂咒。這些控制環(huán)的輸出參數(shù)失真或機械傳動裝置間隙太大都是引起振動的主要因素抛现。它們都可以通過伺服控制系統(tǒng)進行參數(shù)優(yōu)化。

　　三谊阐、消除振蕩的基本措施

　　(一)閉環(huán)伺服系統(tǒng)造成的振蕩

　　有些數(shù)控伺服系統(tǒng)采用的是半閉環(huán)裝置贾反，而全閉環(huán)伺服系統(tǒng)必須是在其局部半閉環(huán)系統(tǒng)不發(fā)生振蕩的前提下進行參數(shù)調(diào)整婆掐，所以兩者大同小異，本文只討論全閉環(huán)情況下的參數(shù)優(yōu)化方法七萧。

　　(二)降低位置環(huán)增益　　

　　出現(xiàn)振蕩可適當(dāng)降低增益呜紊，但不能降太多，因為要保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差憋勇。

　　(三)降低負(fù)載慣量比

　　負(fù)載慣量比一般設(shè)置在發(fā)生振動時所示參數(shù)的70%左右碧碉，如不能消除故障，不宜繼續(xù)降低該參數(shù)值夫凭。

　　(四)加入比例微積分器(PID)

　　比例微積分器是一個多功能控制器炒肚，它不僅能有效地對電流電壓信號進行比例增益，同時可調(diào)節(jié)輸出信號滯后成超前的問題妇乏，振蕩故障有時因輸出電流電壓發(fā)生滯后成超前情況而產(chǎn)生酱赘，這時可通過PID來調(diào)節(jié)輸出電流電壓相位。

　　(五)采用高頻抑制功能

　　以上討論的是有關(guān)低頻振蕩時參數(shù)優(yōu)化方法肺素，而有時數(shù)控系統(tǒng)會因機械上某些振蕩原因產(chǎn)生反饋信號中含有高頻諧波报慕，這使輸出轉(zhuǎn)矩里不恒定，從而產(chǎn)生振動压怠。對于這種高頻振蕩情況眠冈，可在速度環(huán)上加入一階低通濾波環(huán)節(jié)，即為轉(zhuǎn)矩濾波器菌瘫。

　　速度指令與速度反饋信號經(jīng)速度控制器轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩信號蜗顽，轉(zhuǎn)矩信號通過一階濾波環(huán)節(jié)將高頻成分截止，從而得到有效的轉(zhuǎn)矩控制信號雨让。通過調(diào)節(jié)參數(shù)可將機械產(chǎn)生的100Hz以上的頻率截止雇盖，從而達到消除高頻振蕩的效果∑苤遥　

　　雙位反饋功能是一種比較靈活的誤差修正方式崔挖，在系統(tǒng)調(diào)試過程中有很好的參數(shù)優(yōu)化和保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的功能。

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