[發(fā)明專利]快刀伺服車削的驅(qū)動控制方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911420139.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110989500B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張略;周小沖
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 薛嬌

1.一種快刀伺服車削的驅(qū)動控制方法，其特征在于，包括：

根據(jù)當(dāng)前刀具切削待加工面的切削進(jìn)程，確定壓電陶瓷驅(qū)動器的負(fù)載力；

根據(jù)當(dāng)前時刻所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸入電壓和所述負(fù)載力，結(jié)合預(yù)先確定的輸入電壓和負(fù)載力與所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移之間的切削對應(yīng)關(guān)系，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器當(dāng)前時刻的輸出位移；

根據(jù)所述輸出位移和參考輸出位移之間的偏差，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的控制電壓；

根據(jù)所述控制電壓調(diào)整所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸入電壓，以控制所述刀具切削；

預(yù)先確定所述切削對應(yīng)關(guān)系的過程包括：

采集所述壓電陶瓷驅(qū)動器空載狀態(tài)下，輸出位移隨輸入電壓變化的位移電壓數(shù)據(jù)組；

根據(jù)基本PI模型的單閾值算子，和所述位移電壓數(shù)據(jù)組，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移和輸入電壓之間的第一對應(yīng)關(guān)系；

采集所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸入電壓恒定狀態(tài)下，輸出位移隨負(fù)載力變化的位移負(fù)載力數(shù)據(jù)組；

根據(jù)基本PI模型的單閾值算子，和所述位移負(fù)載力數(shù)據(jù)組，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移和負(fù)載力之間的第二對應(yīng)關(guān)系；

獲得所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移，在輸入電壓和負(fù)載力共同耦合變化作用下的位移電壓負(fù)載數(shù)據(jù)組；

根據(jù)所述位移電壓負(fù)載數(shù)據(jù)組，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移與輸入電壓和負(fù)載力的第三對應(yīng)關(guān)系；

根據(jù)所述第一對應(yīng)關(guān)系、所述第二對應(yīng)關(guān)系以及所述第三對應(yīng)關(guān)系，確定所述切削對應(yīng)關(guān)系。

2.如權(quán)利要求1所述的快刀伺服車削的驅(qū)動控制方法，其特征在于，采集每組所述位移電壓負(fù)載數(shù)據(jù)組過程包括：

采集所述壓電陶瓷驅(qū)動器在預(yù)設(shè)輸入電壓和預(yù)設(shè)負(fù)載力共同作用下的第一輸出位移；

分別獲得所述壓電陶瓷驅(qū)動器在空載狀態(tài)下受所述預(yù)設(shè)輸入電壓的作用下的第二輸出位移，以及在輸入電壓恒定狀態(tài)下受所述預(yù)設(shè)負(fù)載力的作用下第三輸出位移；

將所述第一輸出位移減去所述第二輸出位移和所述第三輸出位移，獲得所述壓電陶瓷驅(qū)動器在所述在預(yù)設(shè)輸入電壓和預(yù)設(shè)負(fù)載力耦合作用下的輸出位移；

所述根據(jù)所述位移電壓負(fù)載數(shù)據(jù)組，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移與輸入電壓和負(fù)載力的第三對應(yīng)關(guān)系包括：

將所述位移電壓負(fù)載數(shù)據(jù)組中包含的多組輸入電壓值和負(fù)載力大小以及對應(yīng)的輸出位移值作為樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，確定所述第三對應(yīng)關(guān)系。

3.如權(quán)利要求2所述的快刀伺服車削的驅(qū)動控制方法，其特征在于，所述根據(jù)基本PI模型的單閾值算子，和所述位移電壓數(shù)據(jù)組，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移和輸入電壓之間的第一對應(yīng)關(guān)系包括：

根據(jù)基本PI模型的單閾值算子，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移和輸入電壓滿足：其中，z(u,t)為所述壓電陶瓷驅(qū)動器隨輸入電壓變化的輸出位移；u(t)為輸入電壓，rⁱ為第一閾值，wⁱ為第一權(quán)重值，T為所述輸入電壓每次變化間隔的時長；

設(shè)定確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移和輸入電壓之間滿足的所述第一對應(yīng)關(guān)系式為：

其中，kⁱ是第一參數(shù)斜率，bⁱ為第一偏移系數(shù)，為輸入電壓變化率；

根據(jù)所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移和輸入電壓滿足的關(guān)系式，結(jié)合所述位移電壓數(shù)據(jù)組，獲得所述第一閾值rⁱ、所述第一參數(shù)斜率kⁱ以及所述第一偏移系數(shù)bⁱ；

相應(yīng)地，根據(jù)基本PI模型的單閾值算子，和所述位移負(fù)載力數(shù)據(jù)組，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移和負(fù)載力之間滿足的所述第二對應(yīng)關(guān)系：

其中，z(F,t)為所述壓電陶瓷驅(qū)動器隨負(fù)載力變化的輸出位移；F(t)為負(fù)載力；sⁱ為第二閾值，mⁱ是第二參數(shù)斜率，aⁱ為第二偏移系數(shù)，為負(fù)載力變化率；

根據(jù)所述第一對應(yīng)關(guān)系、所述第二對應(yīng)關(guān)系以及所述第三對應(yīng)關(guān)系，確定所述切削對應(yīng)關(guān)系為：z(t)＝z(u,t)+z(F,t)+Λ(u,F,t)；其中，Λ(u,F,t)為所述壓電陶瓷驅(qū)動器在輸入電壓和負(fù)載力耦合作用下的輸出位移；z(t)為所述壓電陶瓷驅(qū)動器在輸入電壓和負(fù)載力共同作用下的輸出位移。