电主轴热网络模型

瞬态温度实时预测

一种随温度和转速变化的变状态空间热网络模型，能以高精度实时预测电主轴内部瞬态温度场分布。

杨云 · Xiao, Yukun · 杜正春 · 冯晓冰

Applied Thermal Engineering 2023

参数信息

预测均方根偏差

0.5141 °C

预测均方根偏差

0.4606 °C

偏置校正提升

10.4 %

技术优势

内部温度实时可知

模型基于热网络和变状态空间结构，能根据转速和可测点温度快速推断整个温度场，包括旋转轴等难以直接测量的区域。

预测精度高

实验验证平均RMS偏差仅0.5141 °C，加入偏置校正后进一步降至0.4606 °C，提升10.4%。

适合边缘部署

模型计算量低，可集成到边缘计算设备，在主轴本地完成实时预测，无需云端传输。

应用场景

• 机床主轴热误差补偿：实时温度场用于计算热变形，补偿主轴热误差，提高加工精度。
• 精密加工温度监控：在精密加工中监控主轴温度状态，防止过热，保障加工质量稳定。
• 边缘计算智能主轴：模型轻量可部署在主轴本地边缘设备，实现实时预测和智能控制。