第9期 2016年9月
组合机床与自动化加工技术
Modular MachineTool&Automatic ManufacturingTechnique
文章编号：10012265(2016)09010604
DOI: 10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2016. 09. 030
凸轮高速磨削廊形误差
模糊自适应PID选代学习控制*
陈砚坤，韩秋实，彭宝营，夏怀健
（北京信息科技大学机电工程学院，北京100192）
No.9 Sep.2016
摘要：为提高凸轮轮廊加工精度，减少廉形误差，引入了模糊自适应PID选代学习控制方法。基于 X-C轴联动误差模型，通过分别对X、C轴进行模棚自适应PID选代学习控制减少单轴的跟踪误差，从而减少凸轮廊形误差。基于MATLAB建立X、C轴模糊自适应PID选代学习控制仿真模型并在不同磨削速度下进行仿真实验。结果表明：与常规控制方法相比，模糊自适应PID选代学习控制能够
在一定程度上提高凸轮的加工精度，并有效较小廊形误差。关键词：凸轮；廊形误差；自适应；送代学习控制
中图分类号：TH166；TC659
文献标识码：A
Fuzzy Adaptive PID Iterative Learning Control for Cam High speed Grinding Contour Error
CHEN Yan-kun,HAN Qiu-shi, PENG Bao-ying,XIA Huai-jian
(School of Mechanical Engineering, Beijing Infommation Science & Technology University , Beijing 100192, China)
Abstract: To improve the machining accuracy of the cam,and reduce the contour error,the fuzzy adaptive PID iterative leaming control was proposed here. Based on the X-C axis linkage error model, and taking the advantages of fuzzy adaptive PID learning control to reduce the tracking error of X and C axis,thus the cam contour was reduced. Based on MATLAB,building the simulation model of fuzzy adaptive PID learning con-trol on X and C axis, and testing the model. The simulation results showed that the fuzzy adaptive PID itera-
tive learning control could reduce the contour error to some extent Key words: cam;contour error;adaptive;iterative learning control
0引言
凸轮磨削普遍采用X-C轴联动加工，X、C轴在进给过程中，特别是在高速进给过程中会产生明显跟踪误差，根据凸轮廊形误差模型，可推出由X、C轴跟踪误差引起的形误差的计算公式，得到两轴的跟踪误差对凸轮廓形误差的影响(14)。因此，减小X、C轴的跟踪误差就可以有效减小凸轮廊形误差。
送代学习控制作为智能控制一个重要分支，不需要依赖动态系统的精确数学模型就可以使系统实际输出完全跟踪期望输出。少量的先验知识就可以使选代学习控制得以实现，并且重复运行次数越多控制精度越高，因此在很多具有重复运行特性的被控对象中得到了应用381 PID选代学习控制具有良好的可靠性和鲁棒性.使其成为目前选代学习领域里最常用的控制算法。但是仅仅使用 PID算法时,PID的比例、积分、微分参数是不变的,对于非线性复杂系统PID送代学习的自适应能力明显不足，为
收稿日期：201509-21；修回日期：2015-1011
提高PID选代学习控制的自适应能力，常常采用与其他智能控制相结合。模糊自适应PID选代学习控制利用模糊控制器对对PID参数进行实时整定，使控制系统具有良好的可靠性和鲁棒性，同时提高自适应性。彭宝营等[2] 提出了X-C直驱平台非线性耦合控制；李启光等(3)提出了力位耦合预测和补偿控制，实现了在线补偿功能；李静等(4]提出了非圆轮廓耦合控制，但是以上控制计算过程复杂、响应速度较慢，不适应于数控系统。本文在X-C联动的形误差模型基础上，设计模糊自适应PID送代学习控制器，利用控制器减小X、C轴的跟踪误差继而减小廊形误差。最后对在不同工件转速下进行磨削仿真与实验，
为凸轮加工质量的提升提供依据。凸轮廓形误差分析
1.1
凸轮加工原理
凸轮加工采用X-C联动的方式加工，X轴在直线电机的驱动下往复运动，C轴在力矩电机的驱动下带动工件
*基金项目：国家白然科学基金项目（51375056）；北京市自然科学基金项日(3142009）
作者简介：陈砚坤（1990一）.男，河南濮阳人，北京信息科技大学硕士研究生，研究方向为智能制造、数字化制造，（E-mail）chenyankun95@126
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