题目：数控系统参数优化及实时调节

伺服系统的性能与伺服控制参数密切相关，为了获得良好的伺服性能，必须对伺服参数进行整定和优化。本文以交流伺服系统为研究对象，实现了伺服参数的优化仿真和实时调节，主要研究内容如下：1)根据伺服控制理论对伺服系统各组成环节的传递函数分析，建立了电流环、速度环和位置环三层控制模型；2)利用工程整定的方法对建立的伺服模型中的伺服参数进行整定，根据整定值选取大于整定值和小于整定值的三组数据采用单一变量法进行仿真，分析各个伺服参数对伺服性能的影响，为参数优化选择提供参考依据；3)在Matlab中分别采用基于GISE、ITAE、IST2E准则的优化方法利用遗传算法对速度增益、速度时间常数和位置增益三个参数进行优化，基于优化结果的阶跃响应对三种优化方法进行了比较分析，用整定后和优化后的伺服参数分别进行直线和圆度仿真，比较优化前后伺服性能；4)基于VC、TwinCAT和Matlab联合编程编写人机界面，实现了直线、拐角、圆度等测试功能，显示实时图形，计算最大误差值和指定点的误差值。实现了Bode响应测试，并在线修改伺服参数，通过直线测试、圆度测试、Bode响应验证参数优化结果；5)利用TwinCAT实现位置环集成，进行了直线和圆度测试。在加负载的条件下实现了位置环增益的实时调节和伺服电机的稳定运行，减小实时误差。