永磁直线电机驱动XY平台精密轮廓跟踪控制

为了减少高速进给率条件下轮廓跟踪过程中产生的轮廓误差,提出了一种将PDFF位置控制器与模糊交叉耦合控制器相结合的控制策略。首先,通过调节前馈增益,PDFF位置控制器可以综合利用PDF控制和PI控制的优点;其次,基于自由曲线轮廓误差模型来计算轮廓误差,并且提出一种以两轴的位置跟踪误差以及轮廓误差为输入的模糊交叉耦合器来减少轮廓跟踪过程中产生的轮廓误差;最后,空载与负载实验结果表明,与传统的交叉耦合结构相比,该方法在高速进给率条件下可以有效降低XY平台的轮廓误差,并且可以提高轮廓跟踪系统的鲁棒性。     

基于PDFF的直线电机驱动XY平台H∞交叉耦合控制

XY平台直线伺服系统中,负载扰动、机械惯性及双轴响应速度不匹配会影响轮廓加工精度,为此提出了一种将PDFF及H∞交叉耦合控制相结合的控制策略.单轴速度控制器采用兼顾快速性和鲁棒性的PDFF控制,间接减小轮廓误差.并在X、Y轴间引入交叉耦合控制,将基于PDFF的XY平台交叉耦合控制框架等效为一反馈系统,采用H∞次优方法设计交叉耦合控制器,直接减小轮廓误差.仿真结果表明该控制方案可增强系统的鲁棒性,提高系统的快速性和轮廓加工精度.     

两轴变增益交叉耦合控制系统的仿真分析

直线伺服系统中,负载扰动、机械惯性及两轴响应速度不匹配会影响轮廓加工精度,如何提高两轴运动控制系统的协调性成为亟待解决的问题。文章在介绍永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,详细分析了系统轮廓误差定义与变增益交叉耦合控制算法,最后在Matlab/Simulink环境下搭建了两轴变增益交叉耦合控制系统仿真模型,并对结果进行了分析。仿真结果表明,变增益交叉耦合控制算法较传统控制算法有效提高了系统的快速性和鲁棒性,并减小了系统的轮廓误差。     

直线电机速度伺服系统的变增益PI控制

在直接驱动领域中常用的永磁直线同步电机(PMLSM)由于存在众多干扰和非线性因素,使用常规PI控制器控制时难以获得令人满意的控制效果。在综合分析PMLSM速度伺服控制系统PI控制器的参数调整规律的基础上,提出一种能根据偏差情况实时调整控制器参数的变增益PI控制器。该控制器克服了常规PI控制无法同时满足快速性与稳定性要求的缺点。仿真实验结果表明该控制器的使用使PMLSM速度伺服系统获得快速、精确的调速性能。     

一种进给伺服系统非线性PID交叉耦合控制

提高多轴伺服系统的轮廓跟随性能是现代计算机数控加工的重要应用之一。针对传统交叉耦合控制方法对自由曲线轨迹的轮廓跟踪精度较差以及传统PID控制系统抗扰性和鲁棒性较差的问题,提出一种基于自抗扰控制的交叉耦合轮廓误差补偿综合控制策略,该策略由用于位置环反馈控制和轮廓误差补偿的新型非线性PID (NLPID )、位置伺服控制器 TNP-ADRC 和基于NLPID的变增益交叉耦合控制器组成。在MATLAB/Simulink环境下对方波信号跟踪和标准圆轮廓加工过程中轮廓误差的变化情况进行仿真,仿真结果表明：与传统PID交叉耦合控制相比,该方法不仅能够有效提高系统的鲁棒性以及抗干扰能力,并且能够显著提高多轴运动控制系统的轮廓加工精度。     

基于极坐标法的直线电机XY平台轮廓控制

对于直线电机驱动XY平台,非线性的系统动态、曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂以及传统控制无系统化参数调整规则等问题影响其轮廓加工精度.采用适用于非线性运动系统轮廓控制的极坐标法,建立可用于一般曲线且容易计算的直线电机XY平台极坐标误差非线性模型,使轮廓控制问题转换为稳定化的问题.对非线性误差动态模型进行反馈线性化处理后设计状态反馈控制器,使轮廓误差趋近于零.理论推导与仿真结果表明所设计控制系统能有效提高直线电机XY平台的轮廓加工精度.     

基于模糊滑模的两轴伺服系统轮廓误差交叉耦合控制算法

针对两轴伺服系统轮廓误差控制问题,提出一种基于模糊滑模的交叉耦合轮廓误差控制方法.设计了单轴模糊滑模跟踪控制器,用于消除干扰作用.将模糊控制器用于自适应调节滑模控制器切换增益,减小滑模控制的抖振现象.采用交叉耦合控制算法进行两轴间的协调控制,解决轴间参数不匹配的问题,保证轮廓控制精度.仿真结果表明:该方法能有效提高跟踪...     

基于ZPETC和CCC的直驱XY平台高精度控制

针对直接驱动XY平台轮廓加工中存在的电气--机械延迟、系统参数不确定性及两轴驱动系统参数不匹配等因素的影响,提出了将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)与交叉耦合控制器(CCC)相结合的控制策略对两轴的运动进行协调控制,实现跟踪误差与轮廊误差同时减小.ZPETC作为前馈跟踪控制器,克服了伺服滞后,使系统实现准确跟踪,减小了跟踪误差;CCC作用于两轴之间,用以增加两轴间的匹配程度,以减小轮廓误差.仿真和实验结果表明所提出的控制方案具有较好的跟踪性和鲁棒性,进而大大提高了跟踪精度和轮廓精度.     

直线电机伺服系统的复合前馈PID控制

提出了将复合前馈引入到直线电机伺服系统的控制方法,缩短了系统的调整时间并减小了系统的超调量,从而较好地解决了高速与高精的矛盾.通过MATLAB仿真和实验验证了该方法是可行的.     

基于等效误差法的直线电机XY平台轮廓控制

对于直线电机驱动XY平台,非线性的系统动态、曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂以及传统控制无系统化参数调整规则等问题影响其轮廓加工精度.采用适用于多轴非线性运动系统轮廓控制的等效误差法,建立可用于一般曲线且容易计算的XY平台等效误差非线性模型,使轮廓控制问题转换为稳定化的问题.对非线性误差动态模型进行反馈线性化处理后设计状态反馈控制器,使轮廓误差趋近于零.理论推导与仿真结果表明所设计控制系统能有效提高XY平台的轮廓加工精度.     

XY平台伺服系统的零相位鲁棒控制

针对直接驱动XY平台伺服系统的位置控制进行设计,考虑到系统的扰动、摩擦等因素引起的误差,采用零相位误差跟踪控制器和干扰观测器相结合的控制方法,通过零相位误差跟踪控制器来减小系统的跟踪误差,并通过干扰观测器来减小扰动对系统的影响,从而同时提高系统的跟踪性能和鲁棒性能。仿真实验结果表明,所提出的控制方案对提高伺服系统的定位精度有一定的作用。     

基于复合控制策略的直线伺服系统位置控制研究

针对传统的采用三闭环控制结构的直线伺服系统存在的响应滞后、容易超调的问题,设计了永磁直线同步电机的位置-电流双环控制系统。对PD调节器与前馈、微分负反馈相结合的新型复合位置控制器进行了研究。在分析了微分负反馈增益参数对直线伺服系统的影响的基础上,对比了该控制器与传统三环结构的性能差异。仿真与实验结果表明,所设计的位置-电流双环控制系统相比于传统三环控制结构,动态响应更快,超调量更小,在对速度控制要求较低的点位位置伺服控制场合中具有较高的应用价值。     

基于迭代学习的直线伺服系统离散变结构控制

直线电机在执行重复性的跟踪控制任务时,负载扰动、端部效应力及摩擦力会呈现周期性变化。为了提高永磁直线伺服系统的跟踪精度与抗扰性能,消除上述不确定因素的影响,采用离散变结构控制(DVSC)和迭代学习控制(ILC)相结合的位置跟踪控制策略。并利用迭代学习控制算法来调整变结构控制器的参数,削弱抖振,提高稳态精度。理论分析与仿真结果表明,该方案在保证直线伺服系统快速精确跟踪性能的同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性。     

直线电机速度伺服系统的VisSim建模与仿真

在分析永磁同步直线电机(PMLSM)数学模型的基础上,采用速度、电流双闭环的PID控制结构建立了基于VisSim/Motion环境下PMLSM矢量控制系统的仿真模型。其中速度环采用变增益PI控制器,该控制器根据输入误差的大小,通过非线性函数在线改变比例增益和积分增益。仿真和实验结果表明,系统响应速度较快、控制精度较高、运行稳定。为实现高性能的PMLSM伺服控制系统设计和调试提供了一种新的思路。     

直线电动机驱动的电火花加工机床的性能

介绍了日本沙迪克公司开发的采用直线电动机的电火花成形加工机的高灵敏度响应和高速抬刀性能 ,并与旋转电动机方式进行了对比试验。结果表明 ,直线电动机方式定位控制精度高、抬刀速度快、排屑效果好 ,能更有效防止短路发生 ,因而能提高加工速度和加工效率。     

直线电机伺服系统精密数字控制方法研究

直线电机是实现非圆截面类零件数控车削加工的关键,针对其跟踪目标轨迹已知和对外部干扰及模型参数摄动敏感的特点,研究了一种具有离散时域扰动观测器的数字预见控制方法。首先,通过在最优状态反馈控制的基础上增加目标预见前馈项,减小了直线电机伺服系统的位置跟踪误差;其次,将外部干扰和模型参数摄动作为等效控制输入,设计了一种离散时域扰动观测器加以抑制,增强了预见伺服系统的鲁棒性。仿真结果表明,该控制方法能够满足高速高精度条件下对非圆截面零件的车削加工要求。     

学习前馈控制在高精度直线伺服系统中的应用

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统,在分析影响直线伺服跟踪精度因素的基础上,采用学习前馈控制(LFFC)策略对其进行有效的补偿控制.在系统和扰动定性知识的基础上,设计了基于B样条网络的学习前馈补偿控制.仿真结果表明,该控制策略有效地降低了负载扰动、端部效应、摩擦力及参数变化等对系统性能的影响,提高了直线伺服系统的跟踪精度.     

基于TMS320F2812的永磁同步直线电机伺服控制系统设计

研究永磁同步直线电机在id=0动子磁场定向矢量控制策略下的三闭环伺服控制系统设计,对动子初始磁极位置采用逐渐逼近的方法进行检测,并搭建了软硬件系统,进行相应的实验,实验证明系统动子初始磁极对位准确,具有良好的动态性能和控制精度.     

基于虚拟仪器技术的直流伺服电机控制系统

介绍了一种基于虚拟仪器的直流伺服电机控制系统.其硬件采用基于PC的NIPCI7354运动控制卡产生控制电压信号,NI7774通用运动控制接口连接驱动电机;采用LABVIEW 7图形化编程软件设计操作界面和控制程序,通过调用控制卡中的运动函数库,可以动态控制电机的转速和转向,从而实现了在开环控制状态下同时对不同轴向直流伺服电机的控制.