matlab 机床,基于MATLAB的数控机床控制系统的设计及仿真.PDF

基于MATLAB的数控机床控制系统的设计及仿真

沈阳工业大学自动化学院邢俊逸

摘要：为实现高性能的数控机床控制性能，本文通过对数控机床的伺服控

制系统进行分析，并对组成控制系统的元件进行研究建立了比较准确的的

数学模型。通过设计数据对数学模型进行计算，运用MATLAB平台构建了

控制仿真模型。根据数控伺服系统的性能要求，对不同方式下的速度控制

进行仿真研究，最终实验结果表明该系统所建数学模型的准确性，并且控

制系统具有响应速度快、运行可靠、控制精度高等特点。

文章编号:160305

基于MATLAB的数控机床控制系统

的设计及仿真

Design and Simulate of NC Machin Control System Based on

MATLAB

1 引言技术水平发展还赶不上技术先进的发达国家。

数控机床是数字控制工作母机的总称，是 80年代初，随着计算机软、硬件技术的发

集现代精密机械设计与制造技术、计算机技术、展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数

通讯技术、自动控制技术、检测技术、电力电子控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在

与微电子技术、电机与新材料技术、液压气动技机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具

术、光电技术等最新成就而构成的机电一体化的有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。经

高级典型产品，作为加工制造业的工作母机，同过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算

时是兼备高精度、高柔性、高效率、高自动化特机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行

点于一身的现代化设备。数控机床是国防军工、业的应用尤为普及。针对车削、铣削、磨削、钻

国民经济中的重要基础装备，它的应用遍及社会削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加

经济的各个领域，是机械、电子、汽车、石化、工等特种加工工艺的需求，开发了各种门类的数

建筑等部门的支柱产业，也是能源、交通、材控加工机床。

料、通讯等基础产业现代化重要工具。

在国防、航天、航空、军工装备、舰船、空 2 数控机床电液伺服控制系统简介

间技术、海洋等领域更是不可替代，甚至是成为电—液伺服系统又叫随动系统。它的分类方

必不可少的关键性设备。数控机床特别是高端数法很多，可以从不同角度分类，如位置控制、速

控机床体现了国家的经济与科学技术综合实力，度控制、力控制等；阀控系统、泵控系统；大功

具有战略地位，在有些情况下，甚至影响了国家率系统、小功率系统；开环控制系统、闭环控制

与民族的生存。因此，各国都给予极大的重视，系统等。根据输入信号的形式不同，又可分为模

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我国也毫不例外，历年都采取一系列措施，支持拟伺服系统和数字伺服系统两类。

数控机床产业的发展。但由于种种原因，我国的在模拟伺服系统中，全部信号都是连续的模

数控技术数控机床

SERVO & MOTION CONTROL 73

2016 03 NO.70

拟量，如图1所示。在此系统中，模拟量可以是直变为反馈脉冲信号。

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