本文關(guān)鍵詞：基于交叉耦合的雙自由度平臺協(xié)同控制

  更多相關(guān)文章： 擾動抑制 雙電機(jī)同步 輪廓誤差 交叉耦合

【摘要】：精密和超精密加工過程中對輪廓誤差進(jìn)行有效控制是提高加工精度的根本途徑,但是在多軸加工過程中針對單軸的控制無法有效減少輪廓誤差。本文從工件臺宏動電機(jī)出發(fā),構(gòu)建一個(gè)基于工件臺X向和Y向直線電機(jī)的雙自由度運(yùn)動軌跡跟蹤系統(tǒng),對兩個(gè)Y向電機(jī)采取偏差耦合的同步策略來保持其在運(yùn)動方向上的一致,對X和Y采取交叉耦合控制的策略來控制整個(gè)雙自由度系統(tǒng)在跟蹤軌跡曲線過程中的輪廓誤差。X和Y向電機(jī)均為永磁直線電機(jī),針對直線電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析了運(yùn)行過程中所受到的推力波動,以公式的形式給出了其表達(dá)式。由于實(shí)際條件下電機(jī)運(yùn)行的情況復(fù)雜,因此對運(yùn)行過程中的推力擾動進(jìn)行了辨識,并擬合了其模型。在擬合模型的基礎(chǔ)上,采用對控制量直接補(bǔ)償?shù)姆椒?抵消電機(jī)運(yùn)行過程中這部分推力帶來的擾動。Y向雙電機(jī)由于制造參數(shù)和所受擾動的不一致,在運(yùn)行過程中會存在運(yùn)動方向上的相對偏移,影響整個(gè)系統(tǒng)的精度,為了對這兩個(gè)電機(jī)的相對運(yùn)動進(jìn)行控制,抑制其相對偏移,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的同步策略。為了實(shí)現(xiàn)對軌跡曲線的有效跟蹤,引入了交叉耦合控制,交叉耦合控制是解決多軸系統(tǒng)軌跡跟蹤輪廓誤差控制的有效手段。實(shí)時(shí)的交叉耦合系統(tǒng)與非實(shí)時(shí)交叉耦合系統(tǒng)的區(qū)別在于實(shí)時(shí)系統(tǒng)其耦合增益是一個(gè)時(shí)變的量,運(yùn)行過程中會根據(jù)曲線的幾何特性動態(tài)調(diào)整,因此具有更優(yōu)良的性能。交叉耦合控制的核心是輪廓誤差的獲得,針對任意給定的軌跡,本文給出了幾種不同的輪廓誤差估計(jì)方法,分析了其優(yōu)劣,對其中部分方法給出了仿真結(jié)果。最后基于之前的方法提出了一種新的輪廓誤差估計(jì)方法,論證了其合理性并分析了時(shí)間空間復(fù)雜度。本文所述方法相對之前的方法,實(shí)現(xiàn)更為簡便,輪廓誤差估計(jì)值更為準(zhǔn)確,從仿真結(jié)果來看,具有更小的輪廓誤差。為了試驗(yàn)本文提出的方法在實(shí)際中的效果,本文搭建了相應(yīng)的軟硬件試驗(yàn)平臺,在平臺上完成了試驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：擾動抑制 雙電機(jī)同步 輪廓誤差 交叉耦合
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM359.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題背景及研究的目的意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 輪廓控制發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 交叉耦合控制發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 精密運(yùn)動平臺擾動抑制及同步策略14-30
• 2.1 引言14
• 2.2 雙工件臺系統(tǒng)組成14-15
• 2.3 直線電機(jī)概述15-17
• 2.3.1 直線電機(jī)原理15-16
• 2.3.2 直線電機(jī)控制技術(shù)16-17
• 2.4 直線電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)17-18
• 2.5 擾動分析及補(bǔ)償18-25
• 2.5.1 直線電機(jī)擾動來源分析18-20
• 2.5.2 擾動的模型辨識20-23
• 2.5.3 擾動抑制23-25
• 2.6 同步控制策略及仿真25-28
• 2.6.1 同步控制概略25-27
• 2.6.2 Y向電機(jī)同步控制設(shè)計(jì)27
• 2.6.3 Y向雙電機(jī)仿真27-28
• 2.7 小結(jié)28-30
• 第3章 基于交叉耦合的精密運(yùn)動平臺輪廓控制30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 交叉耦合控制概述30-33
• 3.3 兩種不同結(jié)構(gòu)的比較33-34
• 3.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析34-37
• 3.5 仿真和比較37-38
• 3.6 小結(jié)38-40
• 第4章 任意軌跡跟蹤的輪廓誤差估計(jì)方法40-62
• 4.1 引言40
• 4.2 基于圓弧和直線插補(bǔ)方法的輪廓誤差估計(jì)40-42
• 4.3 基于任務(wù)坐標(biāo)的輪廓誤差估計(jì)42-47
• 4.3.1 原理分析42-43
• 4.3.2 仿真及分析43-47
• 4.4 基于牛頓迭代的輪廓誤差估計(jì)47-52
• 4.5 基于搜索優(yōu)化的輪廓誤差估計(jì)52-61
• 4.5.1 算法原理分析53-57
• 4.5.2 算法的時(shí)間和空間復(fù)雜度分析57-58
• 4.5.3 仿真和分析58-61
• 4.6 小結(jié)61-62
• 第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及算法驗(yàn)證62-77
• 5.1 引言62
• 5.2 系統(tǒng)組成62-69
• 5.2.1 上位機(jī)64-65
• 5.2.2 IC6主卡及VxWorks65-66
• 5.2.3 VME總線66-68
• 5.2.4 運(yùn)動控制卡68-69
• 5.3 實(shí)物實(shí)驗(yàn)69-76
• 5.3.1 同步實(shí)驗(yàn)69
• 5.3.2 圓軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn)69-72
• 5.3.3 玫瑰線跟蹤實(shí)驗(yàn)72-74
• 5.3.4 心形線跟蹤實(shí)驗(yàn)74-76
• 5.4 小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果82-84
• 致謝84

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李圣怡,張?jiān)浦?張明亮,朱建忠;超精密機(jī)床的變增益交叉耦合控制研究[J];基礎(chǔ)自動化;2000年02期

2 王根英;葉秉X;;交叉耦合鎖相環(huán)的計(jì)算機(jī)模擬[J];華北電力學(xué)院學(xué)報(bào);1989年03期

3 許強(qiáng)強(qiáng);曾岳南;;兩軸變增益交叉耦合控制系統(tǒng)的仿真分析[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2010年12期

4 張代林;劉宇晗;楊吉祥;陳幼平;;基于多層模糊控制的交叉耦合補(bǔ)償方法的研究及應(yīng)用[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2012年01期

5 張偉;陳勇;黃琦;李堅(jiān);蔡東升;;雷達(dá)伺服變增益交叉耦合協(xié)調(diào)控制研究[J];兵工自動化;2011年01期

6 蔣曉剛;倪彬;徐月明;;三軸慣導(dǎo)測試轉(zhuǎn)臺的交叉耦合問題及對策[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2011年06期

7 于德浩;龍凡;李宏;劉成瑋;王大慶;韓坦;;工程設(shè)施多因素交叉耦合選址理論[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年30期

8 汪敏;王銀;吳文;;一種小型化發(fā)夾型雙頻交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)[J];制導(dǎo)與引信;2011年01期

9 李靜;何永義;方明倫;沈南燕;姚俊;;曲軸非圓磨削中基于差分進(jìn)化算法的變參數(shù)交叉耦合輪廓控制[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年09期

10 張團(tuán)善;潘銅;葉小榮;張娜;;基于FPGA的交叉耦合控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];現(xiàn)代制造工程;2011年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方安;覃亞麗;趙義禎;王小好;;交叉耦合對衰減極點(diǎn)的影響[A];2005'全國微波毫米波會議論文集（第三冊）[C];2006年

2 劉治鋼;王軍政;趙江波;;交叉耦合控制在目標(biāo)穩(wěn)定跟蹤平臺中的應(yīng)用[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

3 羅志剛;王清源;廖翱;相海露;;諧振型耦合正在交叉耦合濾波器中的應(yīng)用[A];2011年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2011年

4 楊飛;賈寶富;;交叉耦合的同軸諧振腔濾波器的實(shí)現(xiàn)[A];“第十四屆全國微波能應(yīng)用學(xué)術(shù)會議”暨“2009年微波創(chuàng)造美的生活高峰論壇”論文集[C];2009年

5 姬五勝;彭清斌;;交叉耦合濾波器小型化研究[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2009年

6 張貞鵬;王清源;廖翱;高秀曉;;交叉耦合諧振腔濾波器的研究與設(shè)計(jì)[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2009年

7 徐繼東;龔京廣;;雙通道TE_(21)模跟蹤系統(tǒng)中的交叉耦合[A];1999年全國微波毫米波會議論文集(上冊)[C];1999年

8 張永曦;蔣延生;張安學(xué);;廣義切比雪夫交叉耦合同軸腔體濾波器設(shè)計(jì)[A];2011年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2011年

9 肖本賢;趙明陽;齊東流;劉海霞;王群京;;基于直接的交叉耦合控制器的AGV跟蹤策略研究[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

10 周淵深;;雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交叉耦合電壓的解耦研究[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張亮;交叉耦合電弧焊接方法及熱力傳輸機(jī)制研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陶夢婷;太赫茲腔體濾波器設(shè)計(jì)與分層結(jié)構(gòu)交叉耦合研究[D];電子科技大學(xué);2015年

2 金海光;基于相鄰交叉耦合的直線電梯電磁懸浮控制系統(tǒng)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2016年

3 王洪雨;凸輪磨削的變增益交叉耦合輪廓控制[D];吉林大學(xué);2016年

4 張旭;基于DSP的多層交叉耦合控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2014年

5 趙為志;基于交叉耦合的雙自由度平臺協(xié)同控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

6 左麗花;基于三維結(jié)構(gòu)的交叉耦合濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2012年

7 陶紹源;網(wǎng)絡(luò)化多軸運(yùn)動控制系統(tǒng)中交叉耦合控制的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

8 文龍;基于滑模變結(jié)構(gòu)的相鄰交叉耦合同步控制方法研究與實(shí)現(xiàn)[D];湖南工業(yè)大學(xué);2014年

9 陸瑜;一種微波交叉耦合濾波器的分析與仿真[D];電子科技大學(xué);2013年

10 姜守明;交叉耦合濾波器設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2010年

，

本文編號：867958