王勋龙，张红燕，隋 振，郭 盟，田彦涛

（1.吉林大学a.汽车工程学院；b.通信工程学院，长春 130022；2.徐工集团江苏徐州工程机械研究院 智能控制实验室，江苏 徐州 221004）

数控凸轮磨削中三环控制系统设计

王勋龙1a，张红燕2，隋 振1b，郭 盟1b，田彦涛1b

（1.吉林大学a.汽车工程学院；b.通信工程学院，长春 130022；2.徐工集团江苏徐州工程机械研究院 智能控制实验室，江苏 徐州 221004）

为验证数控凸轮磨削控制系统中三闭环的稳定性，根据矢量控制原理，将交流永磁同步电机（PMSM：Permanent Magnet Synchronous Motor）等效为直流电机系统模型，并应用机理分析法对凸轮旋转轴（C轴）和砂轮进给轴（X轴）进行深入剖析。利用三环（电流环－速度环－位置环）由内而外逐步推导传递函数的方法，建立了整个凸轮轴磨削控制系统的数学模型，并进行了Matlab仿真。结果表明，建立的三环控制系统稳定，为进一步研究凸轮高精度磨削提供了理论基础。

凸轮磨削；三环控制；数学模型；Matlab仿真

0 引 言

交流永磁同步电机利用在转子上加永磁体的方法产生磁场。根据矢量控制原理，经过坐标变换后可将其等效为直流电机模型，从而可以采用直流调速系统的方法分析凸轮轴磨削系统。数控凸轮轴磨床采用凸轮旋转头架（C轴）与砂轮进给轴（X轴）两轴联动的加工方式，因此，二者能否紧密配合成为工件加工精度是否达标的关键因素，而前提是分析控制系统的每个环节，建立C轴、X轴各自的控制系统模型。

1 三闭环控制系统

业内普遍采用三环控制系统，从内到外依次是电流环、速度环和位置环。……