基于伺服电机驱动的进给传动系统扭转振动的Lie群分析方法
激光切割机进给传动系统是一个伺服电机驱动的进给传动系统,其传动部件在高速和高加速度进给过程中,因外部激励或系统的自激振荡产生振动,影响数控设备的定位精度和表面加工质量,降低数控设备使用效率和使用寿命,甚至会对数控系统造成损坏.文章引入变换Lie群,以江苏亚威机床股份有限公司生产的HLH 2040 激光切割机进给传动系统为例研究伺服驱动的进给传动系统扭转振动问题的Noether对称性理论,并给出了该问题的运动规律和状态响应特性.通过寻找激光切割机伺服电机驱动的滚珠丝杆进给传动系统扭转振动的动能与势能,构造Lagrange 函数,建立系统的Lagrange方程.引入关于时间和广义坐标的无限小变换,提出并证明伺服电机驱动的滚珠丝杆进给传动系统扭转振动的Noether定理,发现系统存在的守恒量,且在得到的守恒量中存在对称关系.根据该系统扭转振动存在的守恒量给出了运动规律,分析该进给传动系统扭转振动的动态响应特性,并数值模拟了动态响应,得出系统在给定具体的技术参数之后,文章所用的对称性方法的加入使得在极短的时间,约10 ms,系统能够迅速稳定,效果显著.这项研究有效地降低及控制伺服电机驱动的进给过程中扭转振动问题,对提高数控设备的加工质量和效率以及提高数控设备的使用寿命具有十分重要的意义.
伺服电机、激光切割机、传动系统、Noether对称性、守恒量
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O32(振动理论)
国家自然科学基金;山东省自然科学基金资助项目
2023-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共10页
2000-2009
