项目简介

为了提高生产率和加工精度，机床主轴向着高速、高精度方向发展，高速加工的工件不易发生力变形和热变形，精度得到保证，还可以加工高硬度的材料。然而传统滚动轴承在高速旋转的工况下，热变形严重，寿命缩短，动静压轴承存在机械摩擦损耗、润滑问题。磁轴承采用反馈闭环技术，能对机床主轴进行定位，使高速主轴运转的安全性和稳定性得到显著提高，磁轴承本身就是可超高速运行，因此十分适合机床主轴的高速支承。拥有可转移转化专利成果一项。

性能指标

1、所构建的最优控制器能够有效改善瞬态响应特性，基于随机森林算法的前馈控制器更加快速准确获得了全局最优参数，保证了控制精度，线性控制器将非线性系统线性化从而大大简化了控制器结构。三者结合而成改进抗扰动控制器有效解决了机床主轴径向磁轴承抖动过大，跟踪不精准的缺陷，具有较强的抗干扰鲁棒性和动静态响应性能。

2、本发明采用一种全新的，根据磁轴承实时运行情况的能量控制器进一步提升了响应速度，减少了能量消耗，实现转矩的精确追踪，提升了改进抗扰动控制器的高性能控制。

3、该控制器所需要的控制变量和输入变量均易于测得，控制中的其他算法只需软件编程实现，不需要增加额外的测量硬件设备，降低成本的同时提高了控制质量。

适用范围、市场前景

为了根本上解决机床主轴径向磁轴承传统控制方法控制效果不良的难题，与此同时保证被控系统各项控制性能指标达到最佳状态，如动态响应快慢、稳态误差大小、抵抗扰动能力等，需应运用新的控制算法。

改进抗扰动控制器包括前馈控制器、最优控制器、扰动观测器、线性控制器、能量控制器和转矩PI模块。所述磁轴承系统包括电流偏置模块、电流控制器模块、磁轴承驱动电路模块、机床主轴径向磁轴承和位移检测模块。扰动观测器和最优控制器串联，线性控制器与能量控制器串联，再将最优控制器，前馈控制器和线性控制器并联，构成改进抗扰动控制器，在复杂车间加工情况下，改进抗扰动控制器既实现了耗能小的要求，又可以显著提高机床主轴径向磁轴承的抗干扰能力，实现高转速、高精度控制。

投资概算

投资条件：了解相关行业，一般机械加工，和电路控制板设计制造。

成本：50万

合作方式

技术开发、技术转让