高精度直线伺服系统的振动抑制研究
发布时间：2022-01-15 17:30
直线伺服系统是一种无需中间传动环节可以直接给进的伺服系统,目前在数控系统、半导体的制造领域和精密仪器的制造等领域运用的非常广泛。近几年现代科技飞速发展,对伺服系统性能的要求也越来越高,尤其在工业生产过程中。由于系统存在的柔性环节导致的振动问题对伺服系统的响应带宽造成了很大的影响,同时也限制了高速高精伺服系统的发展。针对此问题国内外学者进行了大量的研究,也产生了大量的理论成果,但是实际运用到工业生产中的少之又少。本文在国家自然科学基金和省自然科学基金研究的基础上,从理论和实践两个方面对柔性系统的振荡问题进行了深入研究,旨在抑制系统振荡。本文在对直线伺服系统的振动环节进行数学建模的基础上,采用前馈和反馈两自由度控制策略,反馈控制器采用传统PID控制器来保证控制系统的稳定性,在此基础上分别提出了基于加权矩阵、延迟特性和最优控制理论的迭代学习控制算法并将其运用到直线伺服系统的振动抑制中,同时引入迭代寻优和滤波算子等参数,增强了算法的鲁棒性,并提高了对收敛速度调节的灵活性,同时提高了直线伺服系统的轨迹跟踪性能,相应的对其在高速运行时产生的振动进行了良好的抑制。与此同时,直线伺服系统由于存在的柔性...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状和发展趋势
1.2.1 国外研究概况
1.2.2 国内研究概况
1.2.3 发展趋势
1.3 论文的主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 永磁同步直线电机模型
2.1 永磁同步直线电机原理分析
2.1.1 永磁同步直线电机工作原理
2.1.2 直线电机的分类
2.1.3 永磁同步直线电机矢量控制
2.2 永磁同步直线电机数学模型
2.2.1 初级电压方程
2.2.2 电磁推力方程
2.2.3 机械运动方程
2.3 本章小结
第三章 直线伺服系统振动抑制算法研究
3.1 直线伺服系统振动原理分析
3.2 被动抑制方法
3.3 主动抑制方法
3.3.1 迭代学习控制系统设计
3.3.2 基于加权矩阵的控制算法
3.3.3 基于系统延迟特性的控制算法
3.3.4 基于最优控制迭代学习的控制算法
3.4 本章小结
第四章 直线伺服系统残余振动抑制研究
4.1 输入整形器的控制方法
4.1.1 输入整形器的原理和结构
4.1.2 输入整形器的时域表达式
4.1.3 输入整形器的频域表达式
4.1.4 输入整形器设计的重点
4.2 最优控制迭代学习控制器设计
4.2.1 通用迭代学习控制方法
4.2.2 迭代学习振动抑制算法
4.2.3 控制器L的设计
4.3 本章小结
第五章 振动抑制仿真与实验
5.1 实验平台简介
5.1.1 硬件平台
5.1.2 软件平台
5.2 振动抑制仿真与实验结果
5.2.1 基于加权矩阵控制算法仿真与实验
5.2.2 基于延迟特性控制算法仿真与实验
5.2.3 基于最优控制算法仿真与实验
5.3 残余振动抑制仿真及实验
5.3.1 基于最优控制迭代学习残余振动抑制仿真
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性臂振动抑制的新型控制策略研究[J]. 邓辉,孙俊缔,曹广忠. 控制工程. 2017(03)
[2]双轴伺服系统设计[J]. 梁爽,杨仲秋,刘萌萌. 黑龙江科学. 2017(04)
[3]直线伺服推力纹波扰动补偿及自适应振动抑制[J]. 杨亮亮,时军,向忠,史伟民. 电机与控制学报. 2016(10)
[4]德国DMG数控机床典型零件加工方法分析[J]. 王武宾. 企业导报. 2016(15)
[5]基于脉冲整形的码垛机器人残余振动抑制研究[J]. 葛宏伟,史伟民,杨亮亮,许守金. 浙江理工大学学报. 2016(01)
[6]西门子MASTERDRIVES伺服的简要过程控制[J]. 韦才竞,蒋丽艳. 橡塑技术与装备. 2015(14)
[7]硅片传输机器人手臂结构优化设计方法[J]. 刘延杰,吴明月,王刚,蔡鹤皋. 机械工程学报. 2015(01)
[8]中腹摆弹臂的递归学习输入成形振动抑制方法[J]. 胡胜海,古青波,彭浩宸,叶小红. 北京理工大学学报. 2013(11)
[9]直线伺服系统模型参数辨识及其实验研究[J]. 陶大锦,柯大观,袁柳斌,朱丹峰. 中国机械工程. 2013(07)
[10]基于电流过采样技术的直线电机振动抑制方法[J]. 孟凡伟,刘成颖,李志军,王立平. 清华大学学报(自然科学版). 2013(03)
博士论文
[1]永磁同步电机伺服系统研究[D]. 陈荣.南京航空航天大学 2005
硕士论文
[1]高速直线伺服系统的学习前馈控制算法及谐振抑制研究[D]. 时军.浙江理工大学 2017
[2]二自由度直线电机定位平台设计与特性研究[D]. 王赫影.天津大学 2012
[3]闭环输入整形器控制策略研究[D]. 经迎龙.电子科技大学 2011
本文编号：3591030
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状和发展趋势
1.2.1 国外研究概况
1.2.2 国内研究概况
1.2.3 发展趋势
1.3 论文的主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 永磁同步直线电机模型
2.1 永磁同步直线电机原理分析
2.1.1 永磁同步直线电机工作原理
2.1.2 直线电机的分类
2.1.3 永磁同步直线电机矢量控制
2.2 永磁同步直线电机数学模型
2.2.1 初级电压方程
2.2.2 电磁推力方程
2.2.3 机械运动方程
2.3 本章小结
第三章 直线伺服系统振动抑制算法研究
3.1 直线伺服系统振动原理分析
3.2 被动抑制方法
3.3 主动抑制方法
3.3.1 迭代学习控制系统设计
3.3.2 基于加权矩阵的控制算法
3.3.3 基于系统延迟特性的控制算法
3.3.4 基于最优控制迭代学习的控制算法
3.4 本章小结
第四章 直线伺服系统残余振动抑制研究
4.1 输入整形器的控制方法
4.1.1 输入整形器的原理和结构
4.1.2 输入整形器的时域表达式
4.1.3 输入整形器的频域表达式
4.1.4 输入整形器设计的重点
4.2 最优控制迭代学习控制器设计
4.2.1 通用迭代学习控制方法
4.2.2 迭代学习振动抑制算法
4.2.3 控制器L的设计
4.3 本章小结
第五章 振动抑制仿真与实验
5.1 实验平台简介
5.1.1 硬件平台
5.1.2 软件平台
5.2 振动抑制仿真与实验结果
5.2.1 基于加权矩阵控制算法仿真与实验
5.2.2 基于延迟特性控制算法仿真与实验
5.2.3 基于最优控制算法仿真与实验
5.3 残余振动抑制仿真及实验
5.3.1 基于最优控制迭代学习残余振动抑制仿真
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性臂振动抑制的新型控制策略研究[J]. 邓辉,孙俊缔,曹广忠. 控制工程. 2017(03)
[2]双轴伺服系统设计[J]. 梁爽,杨仲秋,刘萌萌. 黑龙江科学. 2017(04)
[3]直线伺服推力纹波扰动补偿及自适应振动抑制[J]. 杨亮亮,时军,向忠,史伟民. 电机与控制学报. 2016(10)
[4]德国DMG数控机床典型零件加工方法分析[J]. 王武宾. 企业导报. 2016(15)
[5]基于脉冲整形的码垛机器人残余振动抑制研究[J]. 葛宏伟,史伟民,杨亮亮,许守金. 浙江理工大学学报. 2016(01)
[6]西门子MASTERDRIVES伺服的简要过程控制[J]. 韦才竞,蒋丽艳. 橡塑技术与装备. 2015(14)
[7]硅片传输机器人手臂结构优化设计方法[J]. 刘延杰,吴明月,王刚,蔡鹤皋. 机械工程学报. 2015(01)
[8]中腹摆弹臂的递归学习输入成形振动抑制方法[J]. 胡胜海,古青波,彭浩宸,叶小红. 北京理工大学学报. 2013(11)
[9]直线伺服系统模型参数辨识及其实验研究[J]. 陶大锦,柯大观,袁柳斌,朱丹峰. 中国机械工程. 2013(07)
[10]基于电流过采样技术的直线电机振动抑制方法[J]. 孟凡伟,刘成颖,李志军,王立平. 清华大学学报(自然科学版). 2013(03)
博士论文
[1]永磁同步电机伺服系统研究[D]. 陈荣.南京航空航天大学 2005
硕士论文
[1]高速直线伺服系统的学习前馈控制算法及谐振抑制研究[D]. 时军.浙江理工大学 2017
[2]二自由度直线电机定位平台设计与特性研究[D]. 王赫影.天津大学 2012
[3]闭环输入整形器控制策略研究[D]. 经迎龙.电子科技大学 2011
本文编号：3591030
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3591030.html
