复杂机电系统多维频谱特征建模与集成设计方法

项目名称： 复杂机电系统多维频谱特征建模与集成设计方法

项目编号： No.51235009

项目类型： 重点项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 赵万华

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 280万元

中文摘要： 复杂机电系统的典型代表多轴高速机床由机械、伺服驱动和控制三部分构成，具有多轴运动、多源能量输入、集中控制的特点，且工作速度、加速度范围宽，要求高的瞬态及稳态运动精度。研究发现，机床在工作过程中的伺服驱动力/力矩频谱与机械执行系统的低、中、高阶固有频率及其分布的相关程度决定了系统的稳态与瞬态精度，并且不同控制方式下伺服驱动力/力矩频谱会产生变异；而机械系统动态特性也具有复杂的演变特性。 本项目提出多维频谱理论，研究各运动轴在考虑构件柔性、结合部非线性、结构耦合下，在空间、速度及加速度维的频谱特征及变异；伺服驱动力/力矩频谱表征以及不同控制方式和反馈信息对力/力矩频谱特征的变异作用；伺服驱动力/力矩频谱与机械系统频谱特征之间的耦合特性、强弱的表征与计算；高速机床结构设计、伺服驱动设计、控制设计局部以及全局优化设计方法。本研究旨在揭示复杂机电系统的耦合本质和规律，建立集成设计理论与方法。

中文关键词： 高档数控机床；多维频谱特征；机电耦合；集成建模；优化设计

英文摘要： Multi-axis high speed machine tool, one of the typical complex electromechanical systems, consists of mechanical parts, servo driver and control unit. It is featured as multi-axis motion, multi-source energy inputs and united control aiming to reach a w

英文关键词： High-end CNC machine tools；Multi-dimensional spectral characteristics；Electromechanical coupling；Integrated modeling；Optimization design