高速大行程滚珠丝杠副智能测控平台的伺服控制

发布时间：2018-02-26 15:56

  本文关键词： 滚珠丝杠测控平台 动力学模型 自适应非线性PID 遗传算法 前馈误差补偿　出处：《电子测量与仪器学报》2017年11期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为了研究滚珠丝杠副的动态特性如定位精度、重复定位精度、速度及加速度跟踪、动态摩擦力矩、负载扰动、预紧力、疲劳性能、温升和机械振动等对滚珠丝杠副精度保持性能的影响,针对五轴联动加工中心高速大行程滚珠丝杠副设计了一套伺服电机+滚珠丝杠副高速运转、直线电机模拟负载扰动、多通道信号采集的智能精密测控试验平台;建立了测控平台时变参数不确定性和外力扰动的优化动力学模型;提出了基于遗传算法的自适应非线性PID双位置反馈的控制算法和速度、加速度前馈误差补偿的控制策略。试验结果表明,该控制策略具备小的跟踪误差、较强的抗干扰能力和稳定性,满足测控平台的试验需求。
[Abstract]:In order to study the dynamic characteristics of ball screw pairs such as positioning accuracy, repeat positioning accuracy, velocity and acceleration tracking, dynamic friction torque, load disturbance, preloading force, fatigue performance, The effect of temperature rise and mechanical vibration on the precision retention performance of ball screw pair is studied. A set of servo motor ball screw pairs is designed for high-speed and large-stroke ball screw pairs in five-axis linkage machining center. The linear motor simulates load disturbance. The intelligent precision measurement and control test platform for multi-channel signal acquisition is developed, and the optimized dynamic model of time-varying parameter uncertainty and external force disturbance of the platform is established. An adaptive nonlinear PID dual position feedback control algorithm based on genetic algorithm and a control strategy for speed and acceleration feedforward error compensation are proposed. The experimental results show that the control strategy has small tracking error. Strong anti-jamming ability and stability to meet the test requirements of the measurement and control platform.
【作者单位】： 北京信息科技大学机电工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51575055) 科技重大专项(2015ZX04001002)资助
【分类号】：TG659;TP273

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本文编号：1538676