基于气悬浮平台的定位控制算法研究

发布时间：2023-04-05 03:45

　　气悬浮平台是目前应用最广泛的四大悬浮(气悬浮、磁悬浮、静电悬浮、热悬浮)平台之一,平台在工作的过程中产生一道气隙,使被控对象处于悬浮状态,与传统接触式相比,具有污染度低、无摩擦、发热小、不产生磁、运行速度快,加速度大等特点。这些特点对于现在日益发展的生产制造非常重要,尤其是对控制精度的要求高、控制动作精细、以及控制环境多样化的领域,如芯片制造、微电子、半导体和互联网等传统控制设备无法满足控制要求的行业。课题中气悬浮平台的驱动部分采用直线电机,与旋转电机相比没有离心力的限制,具有更大的速度和加速度,省略了中间的传动装置使电机结构简单,可以在传统电机无法工作的环境下得到应用。课题针对多孔质气悬浮平台在高速度高加速度状态下的定位控制算法研究,包括以下几个方面的研究:1.介绍了多孔质气悬浮平台的结构原理和研究现状,直线电机的原理、结构和研究现状,直线电机的控制算法的研究现状和优缺点的对比,为直线电机控制算法的研究作基础。2.首先完成了气悬浮软硬件实验平台的搭建,其主要硬件选型如下:平台的驱动部分采用直线电机,运动控制系统采用运动控制卡,位置反馈器件采用光栅尺等。然后设计了平台的伺服控制系统,采...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的来源、背景及研究意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题的背景和意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 气悬浮传输的研究现状
        1.2.2 直线电机的研究现状
        1.2.3 直线电机控制算法的研究现状
    1.3 直线电机控制算法的比较
        1.3.1 传统PID控制算法
        1.3.2 智能PID控制算法
    1.4 本课题的主要研究内容
第二章 气悬浮平台控制系统的建模
    2.1 多孔质气悬浮平台伺服控制系统的设计
    2.2 直线电机的原理结构
    2.3 直线电机控制类型的选择
        2.3.1 直接推力控制
        2.3.2 矢量控制
        2.3.3 智能控制
    2.4 直线电机数学模型的建立和仿真
    2.5 本章小结
第三章 气悬浮平台的传统和智能控制算法研究
    3.1 传统PID控制
        3.1.1 常规PID控制器
        3.1.2 数字PID控制器
    3.2 传统PID控制的MATLAB/SIMULINK仿真和分析
    3.3 智能PID控制
        3.3.1 模糊PID控制器
        3.3.2 建立模糊规则并进行模糊推理
        3.3.3 解模糊化
    3.4 智能PID控制的MATLAB/SIMULINK仿真和结果分析
    3.5 本章小结
第四章 改进型智能控制算法研究
    4.1 神经网络
        4.1.1 单个神经元结构
        4.1.2 神经网络
    4.2 基于改进型智能PID控制研究
        4.2.1 BP神经网络
        4.2.2 基于BP神经网络的模糊PID控制器
        4.2.3 改进型智能PID控制算法控制方法
    4.3 改进型智能PID控制的MATLAB/SIMULINK仿真和分析
    4.4 本章小结
第五章 气悬浮平台的搭建和实验
    5.1 气悬浮平台主要硬件的选型
        5.1.1 运动控制卡的选型
        5.1.2 位置传感器的选型
        5.1.3 电机的选型
    5.2 实验平台的整体结构
    5.3 PEWIN32PRO软件
        5.3.1 PEWIN32PRO软件主要工具
        5.3.2 PEWIN32PRO软件操作界面及指令
    5.4 实验结果和分析
    5.5 本章小结
总结和展望
    总结
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的专利和论文
致谢
附录



本文编号：3782663