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发布时间：2025年10月14日作者:aiycxz.cn

摘要随着现代工业的快速发展，对机械加工精度的要求越来越高。本论文针对某型号数控机床的精度优化问题，通过分析机床的结构特点和工作原理，结合现代控制理论和优化算法，提出了一套完整的精度优化方案。首先，对机床的几何误差和热误差进行了建模和分析，然后利用有限元方法对机床的关键部件进行了结构优化设计。接着，设计了基于模糊PID控制器的伺服系统，以提高系统的动态响应和稳态精度。最后，通过实验验证了优化方案的有效性，结果表明，优化后的机床加工精度得到了显著提升。关键词：数控机床；精度优化；误差建模；结构优化；模糊PID控制AbstractWith the rapid development of modern industry, the requirements for machining accuracy are increasingly high. This thesis addresses the precision optimization of a certain type of CNC machine tool. By analyzing the structural characteristics and working principles of the machine tool, and combining modern control theory and optimization algorithms, a comprehensive precision optimization scheme is proposed. Firstly, the geometric and thermal errors of the machine tool are modeled and analyzed. Then, the finite element method is used to optimize the structural design of key components. Subsequently, a servo system based on a fuzzy PID controller is designed to improve the dynamic response and steady-state accuracy of the system. Finally, the effectiveness of the optimization scheme is verified through experiments, and the results show that the machining accuracy of the optimized machine tool is significantly improved.Keywords: CNC machine tool; precision optimization; error modeling; structural optimization; fuzzy PID control目录摘要 ...... IAbstract ...... II目录 ...... III第1章绪论 ...... 11.1 研究背景及意义 ...... 11.2 国内外研究现状 ...... 21.3 主要研究内容 ...... 31.4 论文结构安排 ...... 4第2章数控机床精度分析 ...... 52.1 数控机床结构特点 ...... 52.2 几何误差分析 ...... 62.3 热误差分析 ...... 72.4 本章小结 ...... 8第3章机床结构优化设计 ...... 93.1 有限元模型建立 ...... 93.2 静力学分析 ...... 103.3 结构优化方案 ...... 113.4 优化结果分析 ...... 123.5 本章小结 ...... 13第4章伺服系统控制策略 ...... 144.1 伺服系统数学模型 ...... 144.2 模糊PID控制器设计 ...... 154.3 控制系统仿真 ...... 164.4 本章小结 ...... 17第5章实验验证与分析 ...... 185.1 实验方案设计 ...... 185.2 精度测试方法 ...... 195.3 实验结果分析 ...... 205.4 本章小结 ...... 21第6章结论与展望 ...... 226.1 研究结论 ...... 226.2 创新点 ...... 236.3 研究展望 ...... 24参考文献 ...... 25致谢 ...... 27