基于ASGSO的数控机床进给伺服系统分数阶控制

作     者：张俊男 付华 陆鹏 付强 ZHANG Junnan;FU Hua;LU Peng;FU Qiang

作者机构：辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105 辽宁机电职业技术学院材料工程系辽宁丹东118009 亚龙智能装备集团股份有限公司浙江温州325000 

出 版 物：《机床与液压》 (Machine Tool & Hydraulics)

年 卷 期：2023年第51卷第6期

页      面：142-148页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：辽宁省教育厅科学研究经费项目(LJKZ1265) 辽宁机电职业技术学院科研项目(ky202106) 

主　　题：数控机床 永磁同步电机 伺服系统 分数阶PID控制器 自适应步长萤火虫算法 

摘      要：为满足数控机床对加工精度的要求,针对交流永磁同步电机驱动的进给伺服系统在不同工况下存在的扰动、摩擦、变负载、惯性力矩等非线性问题,设计一种自适应步长的萤火虫算法(ASGSO)优化的分数阶PID控制器(ASGSO-FOPID)。FOPID控制器相比传统控制器动态性能突出,能够对非线性环节进行更好的控制。利用ASGSO算法全局搜索能力,获得最优数控机床进给伺服系统分数阶PID控制器参数。建立数控机床进给伺服系统模型,分别采用PSO-FOPID、状态转移STA-FOPID、ASGSO-FOPID控制进给伺服系统进行对比。仿真和实验结果表明:提出的ASGSO-FOPID控制器具有跟踪速度快、抗干扰能力强、精度高等优点,该方法能够有效地提高数控机床的定位精度和加工精度。