抑制直线伺服系统周期性扰动的改进型重复控制

永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但其端部效应造成的与位移相关的周期性推力波动和摩擦力会降低系统的伺服性能.为了削弱周期性扰动的影响,设计了PDFF(伪微分前馈反馈控制)速度控制器和改进型位移重复控制器来抑制周期性扰动的影响,以实现周期性输入信号的精确跟踪.理论推导与仿真结果表明,该方案有效地抑制PMLSM伺服系统的周期性扰动的影响,对周期性输入信号具有良好的跟踪特性.     

永磁同步直线电机伺服系统负载扰动建模与抑制

针对直线电机伺服系统没有中间传动机构,负载扰动严重影响系统伺服性能这一问题,文章在建立永磁同步直线电机伺服系统负载扰动模型的基础上,提出了一种改进型的扰动补偿器与复合控制器相结合的扰动抑制方法.该方法采用在线扰动观测与补偿器来实时估计源于摩擦力、纹波推力等扰动并进行补偿,并且通过设置电流增益来改善扰动补偿器的动态性能,减少系统响应时间.速度环采用PI与重复控制相结合的复合控制方式,实现速度的精准控制.通过仿真验证,该扰动抑制方法不仅能减小系统的响应时间,而且提高了直线电机伺服系统的控制精度和鲁棒性.     

数控进给伺服系统的模糊免疫自适应PID控制研究

针对数控进给伺服系统的特点及其性能要求,应用免疫反馈系统的原理和模糊控制理论,在传统PID控制基础上设计出一种模糊免疫自适应PID控制器.运用模糊免疫PID控制,通过模糊控制规则对PID参数进行实时修改,使系统具有较好的自适应能力和较强的鲁棒性.在MATLAB环境下对进给伺服系统进行了动态仿真.仿真结果表明,模糊免疫自适应PID控制器的控制性能远优于常规PID控制器,即使在外界干扰和系统工况发生变化时,此控制器也具有很好的快速响应特性和较强的鲁棒性.     

重复控制在机械手位置伺服系统中的应用

就注塑机专用机械手这类重复运动的伺服系统提出了一种重复控制的方案，在普通PID控制方案的基础上增加了一个重复补偿器，使控制的精度得到了提高，实验表明这类跟踪周期信号的系统采用重复控制方法，能够提高系统的控制精度，抑制周期性扰动。     

基于重复控制器的双直线电动机伺服系统同步控制

在许多加工应用中,通常需在有限行程中作连续的周期运动,所以要考虑对周期性轨迹的跟踪和对周期性扰动的抑制.为此,文章针对双直线电动机的周期运动特性,在考虑跟踪性能和稳定性的基础上,采用主从控制和重复控制相结合的策略保证两电动机同步运动并且补偿了周期性误差.仿真结果表明,所提出的控制方案是十分有效的,既保证了双直线电动机的同步运动,又显著地减小了系统的跟踪误差,从而达到快速跟踪和稳定的目的.     

基于重复控制补偿的电液位置伺服系统PID控制

针对典型电液位置伺服系统,设计了基于重复控制补偿的PID控制器,并通过计算机仿真,再现了系统跟踪正弦信号时的系统响应。仿真结果表明,在该控制器下,电液位置伺服系统具有良好的动态性能。     

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。     

基于模糊神经网络滑模控制的xy平台轮廓控制

永磁同步直线电机(PMLSM)直接驱动xy平台数控系统曲线轨迹跟踪时,其轮廓精度会受负载扰动以及曲线轨迹轮廓误差模型复杂等问题的影响。针对此问题,采用具有自学习能力的模糊神经网络滑模控制(FNNSMC)进行单轴位置控制器的设计,在不失滑模控制鲁棒性的情况下,有效地削弱该控制所产生的抖振;两轴之间运用实时轮廓误差计算法建立曲线轨迹的轮廓误差模型并采用交叉耦合控制(CCC)进行轮廓控制器的设计,实现跟踪误差与轮廓误差的同时减小。仿真结果表明:该控制方案基本消除了抖振,保证xy平台具有较强的鲁棒性和较高的轮廓精度。     

海德汉公司最新推出高重复精度钢光栅封闭式直线光栅尺

<正>海德汉公司推出最新改进设计的LF系列紧凑外壳和标准外壳两种高精度封闭式直线光栅尺,能提供更高精度和更高可靠性。这种全新直线光栅尺不仅适用于直线电机,也适用于磨床、坐标镗床和其他高精度机床的位置测量。为保证采用直接驱动技术的机床的高精度和高动态性能,位置编码器必须提供足够高的分辨率和重复     

自抗扰控制在快刀伺服系统控制中的应用

为了提高微结构自由曲面光学元件超精密加工中快刀伺服系统的跟踪精度和抗干扰性,引入自抗扰控制器。通过对快刀伺服刀架进行建模分析,得到惯性环节和二阶振荡环节串联的等效模型。根据低阶自抗扰控制器控制高阶系统的理论,设计出二阶三维扩张状态观测器,可对来自各种干扰源未知扰动的观测结果做出实时估计和补偿。设计出自抗扰控制器,并给出了参数整定的规则。数字仿真实验表明:自抗扰控制器具有良好的控制品质,应用在快刀伺服系统中可以提高控制系统的跟踪性能和抗干扰性。     

高频气缸的研究

本文研究了行程5mm以内气缸的运动特性，分析了影响气缸高频动作的主要因素，包括气动缓冲、气缸行程、负载率及流量等。基于气动技术的现状，提出了高频气动系统的建立方法。     

基于自适应遗传算法的电液伺服系统控制

针对提高冲压发动机可调尾喷管用电液伺服系统控制性能问题,通过定义负载流量与负载压力,利用小偏量法建立系统线性模型,并设计基于自适应改进遗传算法的控制器,从而提升系统控制性能。分别对经典PID控制中比例、积分、微分3个参数及智能模糊控制中隶属函数、控制规则的58个参数进行全局寻优,前者采用二进制编码,后者采用十进制编码,克服设计者在进行无优化算法控制器设计时的经验主观性及控制系统性能未达最优的缺点。利用MATLAB进行数字离散系统编程仿真,结果表明:较优化前,遗传算法优化后的PID控制调节时间与超调更小,优化后的模糊控制响应时间更短且无超调,且后者响应时间和超调皆小于前者,即非线性智能模糊控制较线性PID控制更具优化潜力。     

液压位置伺服系统的模糊免疫自适应PID控制

以闪光对焊机为研究对象,针对其液压伺服系统存在的非线性、参数不确定性以及负载干扰等特点,借鉴生物免疫反馈响应过程的调节作用和模糊逻辑推理的自适应性,设计出一种模糊免疫自适应PID控制器。建立液压伺服控制系统的数学模型,并利用AMESim建模与仿真软件对液压伺服控制系统进行了分别采用模糊免疫自适应PID控制与常规PID控制的仿真对比试验。结果表明:该控制器性能优于传统的PID控制器,具有良好的快速响应特性、较强的鲁棒性和自适应能力。     

电液伺服试验机的QFT控制研究

由于电液伺服试验机系统内存在较强的时变特性和非线性,并且试件等负载特性经常变化,导致系统存在很大的参数不确定性.当被控系统的参数等特性发生变化时,采用固定参数的传统PID控制难以获得满意的控制效果,如果重新调整参数又极大地增加了控制操作的复杂性.为解决此问题,采用定量反馈理论(QFT)的控制器设计方案,对电液伺服试验机...     

动圈式直线电机的高响应特性研究

针对常规电机在输出电磁力、响应时间和响应速度等特性上的不足,基于线圈组合变换的电感和电阻对时间常数和电流的影响,对动圈式直线电机的载流线圈采用分割与组合变换的方法,对其响应时间、输出位移、输出电磁力和加速度进行了数学建模和仿真分析。结果表明:在单位阶跃信号输入下,均匀分割的线圈组件通过并联设计,其位移的阶跃响应由14.6 ms以上减小到9.94 ms以内,响应速度至少增加了1倍,电磁力由原来的10.8 N增加到93.2 N,加速度也提高了8倍。     

基于谐振频率约束的超声磨削负载自适应控制系统设计

为了实现负载自适应超声磨削,建立了基于谐振频率约束的智能自适应控制系统。对该智能系统的控制原理、控制算法以及控制效果进行研究。采用力电类比等效理论,建立了超声磨削系统等效电路模型,推导了超声磨削系统的谐振频率方程。通过理论计算和实验分析了负载对超声磨削系统谐振频率的影响规律。依据负载对谐振频率的影响特性,开发了基于谐振频率反馈的超声磨削模糊控制器,并在Siemens数控机床上进行测试实验。实验结果表明:谐振频率控制误差为1.2%,磨削力波动范围控制在5 N以内。系统控制稳定、鲁棒性好,能有效提高磨削加工质量和效率,减少磨具磨损。     

伺服系统状态反馈切换控制策略研究

针对伺服系统参数的不确定性问题,提出一种以速度为切换信号的切换控制策略。利用伺服电机离线数据得到非线性Bode图,根据频域特性变化区间划分系统速度区域;以速度指标作为切换条件,在模拟退火算法中引入平坦性计算,对各子系统进行参数辨识,构建伺服系统的切换模型,并解决了切换系统出现的抖振问题;最后,在给定切换条件下,设计切换模型各子系统控制器,形成基于状态观测器的反馈控制策略,保证闭环切换系统的渐近稳定性。结果表明：所提控制策略优化了系统的响应曲线,其跟踪精度提升了约4%。     

时变周期性参考输入的自适应重复控制系统设计

在凸轮研磨加工应用中,为符合特定加工条件,凸轮需要操作在变转速条件,这将使得输入信号变成所谓的时变周期信号,即是位置或角度的周期信号.因此,为降低时变周期信号的跟踪误差,提出了一种基于重复控制理论设计的具有线性时变特性的自适应重复控制器,使得角位移域内的时变周期信号得到衰减.采用自适应重复控制理论将定义在时域内的所有的控制信号转换成定义在角位移域内的信号,以使输入信号变成周期函数.针对直线伺服电机驱动的凸轮加工中心进行了仿真研究,结果表明所提出的控制方案是有效的,提高了系统跟踪精度,大大减小了跟踪误差.