[發明專利]快刀伺服車削的驅動控制方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201911420139.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110989500B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 張略;周小沖
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛嬌

1.一種快刀伺服車削的驅動控制方法，其特征在于，包括：

根據當前刀具切削待加工面的切削進程，確定壓電陶瓷驅動器的負載力；

根據當前時刻所述壓電陶瓷驅動器的輸入電壓和所述負載力，結合預先確定的輸入電壓和負載力與所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移之間的切削對應關系，確定所述壓電陶瓷驅動器當前時刻的輸出位移；

根據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動器的控制電壓；

根據所述控制電壓調整所述壓電陶瓷驅動器的輸入電壓，以控制所述刀具切削；

預先確定所述切削對應關系的過程包括：

采集所述壓電陶瓷驅動器空載狀態下，輸出位移隨輸入電壓變化的位移電壓數據組；

根據基本PI模型的單閾值算子，和所述位移電壓數據組，確定所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移和輸入電壓之間的第一對應關系；

采集所述壓電陶瓷驅動器的輸入電壓恒定狀態下，輸出位移隨負載力變化的位移負載力數據組；

根據基本PI模型的單閾值算子，和所述位移負載力數據組，確定所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移和負載力之間的第二對應關系；

獲得所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移，在輸入電壓和負載力共同耦合變化作用下的位移電壓負載數據組；

根據所述位移電壓負載數據組，確定所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移與輸入電壓和負載力的第三對應關系；

根據所述第一對應關系、所述第二對應關系以及所述第三對應關系，確定所述切削對應關系。

2.如權利要求1所述的快刀伺服車削的驅動控制方法，其特征在于，采集每組所述位移電壓負載數據組過程包括：

采集所述壓電陶瓷驅動器在預設輸入電壓和預設負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動器在空載狀態下受所述預設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下受所述預設負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動器在所述在預設輸入電壓和預設負載力耦合作用下的輸出位移；

所述根據所述位移電壓負載數據組，確定所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移與輸入電壓和負載力的第三對應關系包括：

將所述位移電壓負載數據組中包含的多組輸入電壓值和負載力大小以及對應的輸出位移值作為樣本數據，進行BP神經網絡訓練，確定所述第三對應關系。

3.如權利要求2所述的快刀伺服車削的驅動控制方法，其特征在于，所述根據基本PI模型的單閾值算子，和所述位移電壓數據組，確定所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移和輸入電壓之間的第一對應關系包括：

根據基本PI模型的單閾值算子，確定所述壓電陶瓷驅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為第一權重值，T為所述輸入電壓每次變化間隔的時長；

設定確定所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移和輸入電壓之間滿足的所述第一對應關系式為：

其中，kⁱ是第一參數斜率，bⁱ為第一偏移系數，為輸入電壓變化率；

根據所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移和輸入電壓滿足的關系式，結合所述位移電壓數據組，獲得所述第一閾值rⁱ、所述第一參數斜率kⁱ以及所述第一偏移系數bⁱ；

相應地，根據基本PI模型的單閾值算子，和所述位移負載力數據組，確定所述壓電陶瓷驅動器的輸出位移和負載力之間滿足的所述第二對應關系：

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

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