基于刚柔-机电耦合的龙门机床主轴进给驱动联合仿真
                                               胡〓芳，叶文华
                             (南京航空航天大学机械电子工程学院，江苏 南京〓210016)
    以龙门机床主轴进给驱动为研究对象，利用虚拟样机技术建立其多体动力学模型，确定了丝杠、滑枕柔性和导轨—滑块结合面参数，构建了主轴进给模块刚柔耦合模型；在MATLAB/Simulink中建立了永磁同步电机矢量控制模型，通过二者间的接口，建立了龙门机床主轴进给驱动刚柔-机电耦合仿真模型，对三环PID参数进行了整定。仿真结果表明，设计的伺服系统具有快速、稳定和准确的特点。该仿真模型也实现了复杂机电系统的联合仿真。

1〓龙门机床主轴进给驱动联合仿真问题的提出
     龙门机床主轴进给驱动主要由伺服驱动器、永磁同步电机、联轴器、滚珠丝杠副、滑枕和导轨等组成。传统机电伺服系统的设计，机械部分和电气部分是独立建模分开设计的，它们分别根据各自被分配的性能指标完成设计、制造，然后将二者组装起来进行测试，若未达到设计要求再对设计方案进行〖CM(21*2〗修改重新设计［1］。其流程如图1所示。然而在机〖CM)〗

图1〓传统机电系统设计流程
    电伺服系统中，机械系统和控制系统间存在直接的机电耦合作用，因此为了提高整个伺服系统的性能，机械系统和控制系统需要联合起来设计［2］。
    基于多领域建模和联合仿真技术能够较好地解决机电控制系统设计的不足，可以运用联合仿真技术对机械系统和控制系统进行联合设计［3］。利用虚拟样机技术将控制系统和机械系统联合起来进行反复调试，直到获得满足设计要求的结果，最后再进行物理样机试制，这样能够大大缩短开发周期，降低开发成本。其设计流程如图2所示。