6-PUS并聯(lián)加載機構模糊PID力控制系統(tǒng)設計*

樊 銳，劉力軍，王 丹，郭江真

（北京航空航天大學機械工程及自動化學院，北京 100191）

樊 銳

北京航空航天大學教授，博導。主要研究方向為數(shù)控技術、傳感器技術、機電控制及自動化等。1992年起參與組織International Conference on the Progress of Cutting Technology（加工技術進展國際會議），歷任秘書長、副主席、主席。

可靠性是指“產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能力”[1]。機床可靠性試驗是機床可靠性保障的基礎工作。很長一段時間內，機床可靠性分析的主要信息來自于機床客戶在使用過程中的數(shù)據(jù)反饋，這種方法耗時、低效，且難以控制試驗條件。與之相比，試驗臺測試可以進行主動激發(fā)試驗，效率高，條件易控制，是機床可靠性試驗的重要發(fā)展方向[2]。試驗臺試驗的關鍵問題是加載機構的設計，機床加工過程中主軸受力復雜，往往是多維力的共同作用，為了使試驗臺模擬的加工受力狀況與實際加工過程相似，采用的機構需要具備輸出多維力的能力。本課題研制的6-PUS并聯(lián)機構，結構緊湊，剛度大，且能輸出多維力，能夠滿足機床主軸的可靠性試驗要求，適合作為加載機構對機床主軸進行加載。

6-PUS并聯(lián)加載機構實現(xiàn)對機床主軸加載的難點在于力控制器的設計。一般情況下，控制器的設計首先要建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，然而對于非線性強的系統(tǒng)往往很難建立其數(shù)學模型或者很難建立精確的數(shù)學模型，并且很多系統(tǒng)參數(shù)無法確定。對于某些系統(tǒng)簡化的線性方程很難代表系統(tǒng)的實際情況[3]，浙江大學王宣銀試驗室研制了并聯(lián)六自由度電液伺服機構，以PID控制器實現(xiàn)了一維力的加載[4]；……