[科普中国]-机床主轴电流

机床主轴电流指的是数控机床运行中主轴的工作电流。

简介主轴电流信号随着刀具磨损几乎呈线性关系；主轴电流会随刀具磨损量的增加而呈线性上升。因此只需通过监测主轴电机的输出电流信号的变化规律，就可识别刀具当前状态，判断出刀具耐用度。

相关计算方法有限差分法有限差分法是利用网格剖分将定解区域离散化为网格离散节点的集合，然后，以差分原理为基础，以各离散点上函数的差商来近似替代该点的偏导数，把要求解的边值问题转化为一组相应的差分方程问题，解出各离散点上的待求函数值，即为所求定解问题的离散解，若再应用插值方法，便可从离散解得到定解问题在整个场域上的近似解。1964年，Winslow 利用向量位，采用有限差分离散，求解了二维非线性磁场问题。优点：网格剖分容易，数据准备省时，编制程序方便。缺点：对不规则的边界，如曲线边界，处理不方便。当区域的边界线和内部媒介分界线形状比较复杂，以及场域的分布变化较大时，差分法的网格剖分缺少灵活性，给使用带来极大的不便。有限差分法主要适用于边界形状规则的第一类边界，第二类齐次边界；静态场，时变场；线性场，非线性场等。1

有限元法有限元法是根据变分原理和离散化而取得近似解的一种方法。它首先从偏微分方程边值问题出发，找出一个能量泛函的积分式，并令其在满足第一类边界条件的前提下取极值，即构成条件变分问题。然后，利用剖分插值，将变分问题离散化为普通多元函数的极值问题，解之即得待求边值问题的数值解。

相关的自动控制理论对选择状态变量有两种考量。

1、状态变量可以用来直接描述系统能量。

2、状态变量是可以直接被测量的。

比如RCL电路中，我们一般选择电容电压V和电感电流I作为状态变量。容易测量的变量作为状态变量是为了容易进行反馈。数学建模并没有对错，只是实际中是否方便。在工程上有效，简便是考量模型最重要的因素。2

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李晓林 - 教授 - 西南大学