面向XYZ平台的迭代学习控制方法研究及应用

发布时间：2017-06-21 12:19

  本文关键词：面向XYZ平台的迭代学习控制方法研究及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着机械加工精度要求的提高,对XYZ平台的控制精度提出了很高的要求,迭代学习控制是针对这种精度控制任务而提出的,通过重复作业,这种控制方法能够实现反馈控制难以企及的完全跟踪。本文以三轴进给伺服装置为研究对象,研究系统如何快速跟踪新的目标轨迹问题和存在初始位置误差时如何实现对期望轨迹的完全跟踪问题。本文的主要工作和成果如下:1、通过查阅大量文献,对迭代学习控制方法及其初始位置误差修正方法进行了论述和分析。2、介绍了基于工业以太网EtherCAT的XYZ平台的系统结构,并建立三轴XYZ平台的二阶模型。3、考虑XYZ平台当前期望轨迹与由以往轨迹基元经旋转和平移变换匹配组合而成轨迹相似的情况,提出了一种XYZ平台的初次迭代控制信号提取方法。该方法通过对轨迹基元的控制信号进行旋转、平移、拼接,并在拼接处进行无扰切换,从而得到当前期望轨迹的初次迭代控制信号。4、针对初始位置偏移问题,提出分段滤波迭代学习控制方法。该方法在初始段内,设计较高的初始截止频率以衰减初始位置误差;中间段,设置斜波过渡,减少对系统产生的扰动;剩余时间段内,降低截止频率以保证学习的收敛性。5、基于CoDeSys软件开发平台对上述方法进行了编程实现,实验结果证明了所提出方法的有效性。6、总结本文已做的工作,并进行了展望。
【关键词】：迭代学习控制 初次迭代控制信号 初始位置偏移 XYZ平台 CoDeSys
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP13
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 迭代学习控制概述10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 迭代学习控制方法研究现状11-13
• 1.2.2 初始位置误差修正的迭代学习控制方法研究现状13-14
• 1.3 本文研究内容与各章节安排14-16
• 第2章 XYZ平台的建模16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 三轴XYZ平台的系统结构16-20
• 2.3 XYZ轴二阶模型20-26
• 2.3.1 三轴XYZ平台传递函数的推导20-23
• 2.3.2 XYZ轴二阶模型参数实验测量23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 XYZ平台的初次迭代控制信号提取方法27-41
• 3.1 引言27
• 3.2 问题描述27-30
• 3.3 轨迹基元控制信号的获取30-32
• 3.4 迭代学习控制初次迭代控制信号的获取32-35
• 3.5 仿真研究35-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第4章 XYZ平台的分段滤波迭代学习控制方法41-58
• 4.1 引言41
• 4.2 问题描述41-43
• 4.3 XYZ平台各轴的滤波器的截止频率设计43-53
• 4.3.1 X轴的滤波器截止频率设计43-46
• 4.3.2 Y轴的滤波器截止频率设计46-50
• 4.3.3 Z轴的滤波器截止频率设计50-53
• 4.4 仿真结果53-57
• 4.4.1 X轴仿真实验结果53-54
• 4.4.2 Y轴仿真实验结果54-56
• 4.4.3 Z轴仿真实验结果56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 系统设计及实验验证58-82
• 5.1 引言58
• 5.2 系统的软、硬件设计58-68
• 5.2.1 CoDeSys SoftMotion介绍58-59
• 5.2.2 系统硬件测试59-60
• 5.2.3 系统软件设计60-68
• 5.3 XYZ平台的初次迭代控制信号提取方法的实验验证68-77
• 5.3.1 各基元的跟踪结果68-73
• 5.3.2 三维空间单位平移基元的跟踪结果73-74
• 5.3.3 采用初次迭代控制信号的期望轨迹的第一次跟踪结果74-77
• 5.4 XYZ平台的分段滤波迭代学习控制方法实验验证77-81
• 5.5 本章小结81-82
• 第6章 结论与展望82-84
• 6.1 结论82-83
• 6.2 展望83-84
• 参考文献84-87
• 致谢87-88
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果88

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