直接驱动XY平台模糊扰动补偿与轮廓控制研究

发布时间：2017-11-04 07:25

本文关键词：直接驱动XY平台模糊扰动补偿与轮廓控制研究

【摘要】：直线电机XY平台作为数控机床重要的组成部分在数控机床领域内获得了越来越广泛的应用。轮廓精度为判别XY平台控制系统运行性能标准的主要依据，永磁直线电机直接驱动XY平台在完成轮廓加工任务的过程当中，会受到摩擦力等非线性扰动和模型不确定等未知因素的影响，使系统不能满足高精度的加工要求。首先，本文论述了直线电机直接驱动XY平台轮廓控制近年来在国内外的与发展情况和前景，介绍了永磁直线同步电机的结构、工作原理以及XY平台的数学模型；建立了XY平台轮廓误差模型，在分析轮廓误差产生原因的基础上提出了相应的解决方法。其次，本文对直线电机XY平台所受扰动进行了分析，为了削弱外部扰动对轮廓加工精度的影响，从而实现XY平台的高精度轮廓控制，本文利用状态观测器的思想设计了改进PI扰动补偿器（VPDC），采用传递函数的方法分析了扰动力估计值和扰动力实际值之间的关系，使用从系统获得的扰动力设计扰动补偿器对外部扰动进行补偿控制，并对加入扰动补偿后的控制系统进行了深入的研究分析。同时将PI扰动补偿器与改进交叉耦合控制器相结合，建立仿真模型，进行仿真实验，真结果表明基于PI扰动补偿器的控制系统能够较好的抑制外部扰动，同时有效地提高轮廓控制精度。最后，针对永磁直线同步电机驱动的XY平台，为了削弱轮廓误差模型相对复杂以及系统未知干扰对轮廓加工精度的影响，实现XY平台的高精度轮廓控制，本文设计了基于LuGre摩擦模型的模糊扰动补偿器，在充分分析LuGre摩擦模型、模糊控制原理基础上利用LuGre摩擦模型对摩擦力的补偿以及模糊系统具有以任意精度逼近非线性函数的能力对控制器进行设计。同时将基于LuGre模型的模糊扰动补偿控制器与改进交叉耦合控制器相结合，建立仿真模型，，进行仿真实验，仿真结果表明所设计的控制系统系统具有较好的抗扰性和较高的轮廓精度。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;TG659

【参考文献】

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