高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制

发布时间：2021-02-04 20:22

　　H型桁架定位平台机械结构简单、运动稳定性高,在精密测量、数控加工和半导体封装设备中的应用愈来愈广泛。采用直线电机双边驱动后,克服了传统旋转电机和滚珠丝杠驱动方式传动环节多、响应滞后大以及存在非线性摩擦等缺点,可获得更高的速度、加速度和定位精度,适合于半导体芯片封装中的频繁“拾/放”操作和快速点点精密定位。随着运动速度和加速度的增加,桁架系统动力学特性已成为影响系统定位精度和同步性能的重要因素,在控制设计中必须加以考虑。为此,本论文对高速工况下双边驱动H型桁架定位平台的系统动力学建模与同步控制等方面开展研究。主要研究工作如下：（1）基于Euler-Lagrange方程,建立了H型桁架系统的耦合动力学模型。研究了关节刚度对系统频率特性的影响,分析了移动头快速加减速运动引起的扭转冲击对横梁两端同步性能的影响,仿真结果表明通过提高关节的刚度有利于提高系统的振动频率。移动头高加速度快速移动时,将会对横梁产生扭转运动,并诱导结构振荡。（2）双边驱动H型桁架定位平台是典型的多输入多输出（MIMO）耦合系统,在快速定位或跟踪过程中要求最小化同步误差。通过建立包含同步误差及其变化率的线性二次性能指标,将... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：109 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题的背景、目的和意义
    1.3 本课题的国内外研究综述
    1.4 本文的主要研究内容和组织结构
2 双边驱动H型桁架定位平台动力学建模
    2.1 H型桁架运动机构动力学建模
    2.2 永磁同步直线电机数学模型
    2.3 影响系统性能的因素分析
    2.4 仿真实验研究
    2.5 本章小结
3 双边驱动H型桁架最优同步控制研究
    3.1 系统状态方程描述
    3.2 最优同步控制设计
    3.3 仿真实验研究
    3.4 本章小结
4 滑模变结构最优同步控制研究
    4.1 滑模变结构控制原理
    4.2 滑模变结构最优同步控制设计
    4.3 自适应滑模最优同步控制设计
    4.4 仿真实验研究
    4.5 本章小结
5 同步控制方法实现与工程应用
    5.1 RFID电子标签贴装设备
    5.2 同步控制系统的设计与实现
    5.3 同步控制实验验证与测试
    5.4 同步控制算法的实验验证
    5.5 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录Ⅰ 同步误差补偿参数设置及控制结构
    1. TURBO PMAC的主要Ⅰ变量设置
    2. 同步误差补偿控制结构
附录Ⅱ 攻读博士学位期间发表的论文及取得的成果
    1. 发表的论文
    2. 取得的专利
    3. 湖北省科技厅科技成果鉴定证书
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应和模糊控制的新型XY平台同步控制研究[J]. 陈静,刘强,齐畅.  系统仿真学报. 2008(12)
[2]直线电机气浮精密定位平台设计与控制[J]. 张从鹏,刘强.  北京航空航天大学学报. 2008(02)
[3]直线电机驱动的H型气浮导轨运动平台[J]. 刘强,张从鹏.  光学精密工程. 2007(10)
[4]滑模变结构控制理论进展综述[J]. 张晓宇,苏宏业.  化工自动化及仪表. 2006(02)
[5]龙门移动式镗铣加工中心的同步控制[J]. 赵希梅,郭庆鼎.  伺服控制. 2006(01)
[6]基于干扰观测器的龙门移动式镗铣加工中心同步控制[J]. 郭庆鼎,赵希梅,翁秀华.  电工技术学报. 2005(09)
[7]新型磁悬浮精密定位平台的研究[J]. 郝晓红,梅雪松,张东升,陶涛,姜歌东.  西安交通大学学报. 2005(09)
[8]基于Turbo PMAC的数控系统自定义伺服算法的嵌入和实现[J]. 牛志刚,张建民.  新技术新工艺. 2005(07)
[9]双直线电机伺服系统动态同步进给的鲁棒H∞控制[J]. 赵希梅,郭庆鼎,孙宜标.  组合机床与自动化加工技术. 2005(07)
[10]Turbo PMAC面向复杂运动数控系统的开放特性研究[J]. 牛志刚,张建民.  现代制造工程. 2005(05)

博士论文
[1]高加速度直线伺服系统的快速高精度定位控制[D]. 吴建华.上海交通大学 2007
[2]柔性驱动拱架机器人的建模与控制[D]. 吴金波.华中科技大学 2007
[3]面向芯片封装的高加速度高精度气浮定位平台的研究[D]. 李运堂.上海交通大学 2007

硕士论文
[1]双位置环直线伺服同步系统鲁棒控制[D]. 蓝益鹏.沈阳工业大学 2003



本文编号：3018886