基于修改参考输入的数控系统迭代学习控制器设计

发布时间：2020-03-30 05:28

【摘要】：数控技术是机械行业实现加工专一化、集成化的关键技术,对现代国民经济建设具有重要的影响。随着国家产业结构的调整,数控机床更多的被人们应用到重复性、大批量的生产场合中,但是传统重复不变的机床加工方式存在着成品率和加工效率低等问题,迭代学习算法可以提高机床重复、大批量加工时的加工质量和效率。本课题结合数控技术特点,设计了一种基于修改参考输入的数控系统迭代学习控制系统。本论文基于数控加工的特点设计了一套完整的数控机床自学习方案。深入探究了机床加工重复性相关因素以及机床轴跟踪误差的来源与组成,对三环运动控制策略及运动控制系统中常用滤波器和滤波形式进行了系统研究,并结合数控系统特点选择了独立性较好、应用最简单的修改参考输入形式的迭代学习算法作为机床学习算法,并通过研究确定了机床运行具体代码的加工重复性和滤波模块是将该迭代学习算法成功应用到机床的关键,并基于此设计了一套完整的机床自学习方案,包括机床重复性验证、机床初步学习、零相位滤波、机床最终学习四个模块,最终在实际机床平台对自学习方案进行了实验验证。本论文以实际的数控机床控制为基础,相较于已有的迭代学习算法的研究更加注重数控加工自身特点和学习算法的实用性,并在实际数控系统驱动的XY机械运动平台上成功应用了学习算法,在不改变平台振动情况的前提下最终将蝴蝶轨迹的单轴的跟随误差减小到了原有误差的40%。
【图文】：

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文一种精度高速度快而且理论上能够完全跟踪的控制策略，迭代，迭代学习不依赖系统模型，算法简洁且适应能力强，易于工见的迭代学习算法的结构一般分为两种，一种是基于误差经验行修改，系统控制量由反馈控制量和学习控制量两部分组成，，改参考输入的迭代学习算法，对误差经验进行学习后对输入信学习控制算法在运动控制领域的研究习算法（Iterative Learning Control，ILC）是日本学者 Uchiyam程中首次提出的。1984 年，Arimoto[4]及其实验室给予该算法依据，使迭代学习成为智能控制的一个重要分支。常见的基于学习算法框图如图 1-1 所示，该算法采用前馈加反馈的形式完习。近几十年来，研究者们将该算法延伸到各个领域，取得了L存储器ILC

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文输入信号进行迭代学习。于修改参考输入类型的迭代学习算法的研究1-2 为基于修改参考输入的学习算法框图，算法经过对误差经验考输入信号进行不断的修改最终得到最适合系统的输入信号，的学习结构的独立性差，实现成本高以及控制量饱和的问题。L存储器ILC
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;TG659

【参考文献】

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1 张曙;;工业4.0和智能制造[J];机械设计与制造工程;2014年08期

2 王丽梅;郭宜兴;;基于混合误差迭代学习控制的XY平台轮廓控制[J];制造业自动化;2013年23期

3 姜晓明;王岩;王程;陈兴林;;鲁棒迭代学习控制及在高精密平台中的应用[J];系统工程与电子技术;2013年03期

4 李兵强;吴春;林辉;;基于参考输入学习的永磁同步电机高精度位置伺服系统[J];中国电机工程学报;2012年03期

5 李兵强;林辉;;抑制PMSM周期性转矩脉动的迭代学习方法[J];电机与控制学报;2011年09期

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2 柯丹;基于迭代学习的电液位置伺服系统控制的研究[D];太原科技大学;2009年

本文编号：2607109