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數控加工中心龍門磁懸浮系統耦合分析及控制研究-背景及意義
閱讀：281 發布時間：2020-8-111.1研究課題的背景及意義
本課題來自于國家自然科學基金項目“龍門移動式數控加工中心的橫梁同步磁懸 浮系統研究”（項目批準號：50805098)。
伴隨著現代科技的*發展和控制理論不斷地完善，工業實踐生產技術發展得到 了突飛猛進的發展。高精度精密儀器和高精度部件對加工工藝要求日益增加，傳統的 龍門數控機床已經遠遠達不到現代部件高精度的要求。而且傳統的數控機床加工部件 時存在嚴重的摩擦，這種摩擦百害而無一利大大降低了加工部件的精度和橫梁推進的 速度。隨著電磁懸浮技術的不斷成熟，將磁懸浮技術應用到數控機床加工中心上已成 為當今的熱點。當電磁力與橫梁重力平衡時移動橫梁會被懸浮起來，橫梁與導軌分離 從而消除了摩擦。電磁懸浮技術的應用可以使加工中心的精度達到傳統機械支撐技術 無法觸及的高度，其具有如下的特點[1_2]:
(1) 沒有任何摩擦，功率消耗低；
(2) 維修維護成本低，延長了加工中心的使用壽命；
(3) 加工時橫梁移動時溫度低，噪聲小；
(4) 不需要任何潤滑劑減小摩擦，從而降低對環境的污染；
(5 )電磁懸浮系統的剛度調劑比較靈活且擁有調整自身阻尼的本領。
數控龍門加工中心的移動橫梁采用的是由兩個電磁懸浮系統共同懸浮的，且電磁 懸浮系統是非線性系統的范例。系統啟動懸浮過程以及進入穩態后受到外界不確定性 擾動時會產生復雜的電磁懸浮系統耦合現象，分析耦合特性能、有效地解除耦合以及 如何控制解耦后單電磁懸浮系統以達到高精度懸浮的要求是我課題研究的主要內容。 當懸浮系統啟動或穩定運行時受到外界擾動其中的一個電磁懸浮系統會偏離原來的 平衡位置，由于耦合關系的存在必然會影響到其他電磁懸浮系統的正常工作，這樣一 來就會影響到整個系統的懸浮氣隙，使得加工工件的精確度的降低。為了解決耦合因 素對電磁懸浮系統的影響，采用解耦控制策略將兩個電磁懸浮系統解耦成兩個獨立的電磁懸浮系統。
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