發(fā)布時(shí)間：2020-06-08 20:16

【摘要】：由永磁同步直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的用以實(shí)現(xiàn)平面定位和平面進(jìn)給的XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái),在鏜、銑、鉆等數(shù)控中心中應(yīng)用廣泛。XY平臺(tái)的精度取決于伺服系統(tǒng)性能和平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu),由于XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已趨于成熟,為提高平臺(tái)的加工精度,有必要對(duì)XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的伺服系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。為減少XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)執(zhí)行重復(fù)任務(wù)時(shí)的輪廓誤差,對(duì)單軸伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)了分?jǐn)?shù)階迭代學(xué)習(xí)位置控制器,對(duì)雙軸設(shè)計(jì)了交叉耦合分?jǐn)?shù)階迭代學(xué)習(xí)控制器,來(lái)提高重復(fù)任務(wù)下平臺(tái)的輪廓精度。首先,介紹了XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)及其工作原理,建立了XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的數(shù)學(xué)模型,定義了XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的跟蹤誤差和輪廓誤差,分別推導(dǎo)了XY平臺(tái)在直線軌跡、圓軌跡和任意輪廓軌跡下的輪廓誤差表達(dá)式,分析了影響平臺(tái)精度的幾種主要因素。然后,針對(duì)XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在重復(fù)任務(wù)條件下會(huì)產(chǎn)生跟蹤誤差和輪廓誤差的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了閉環(huán)PID型迭代學(xué)習(xí)位置控制器和PI速度控制器,并利用近年來(lái)研究熱門的分?jǐn)?shù)階微積分理論改進(jìn)整數(shù)階迭代學(xué)習(xí)律,設(shè)計(jì)了分?jǐn)?shù)階PD~?型分?jǐn)?shù)階迭代學(xué)習(xí)控制器,提高單軸伺服系統(tǒng)的跟蹤性能。針對(duì)傳統(tǒng)交叉耦合控制器與單軸反饋控制器相互獨(dú)立設(shè)計(jì)、缺乏系統(tǒng)化的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了單軸分?jǐn)?shù)階PD~?型迭代學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)和雙軸交叉耦合分?jǐn)?shù)階迭代學(xué)習(xí)控制器,提高了單軸伺服系統(tǒng)和雙軸系統(tǒng)的跟蹤精度和輪廓精度,實(shí)現(xiàn)XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的精確協(xié)調(diào)控制。最后,在Matlab/Simulink下搭建XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制系統(tǒng)的仿真模型,編寫迭代學(xué)習(xí)控制程序,驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的分?jǐn)?shù)階PD~?型迭代學(xué)習(xí)控制器、交叉耦合分?jǐn)?shù)階迭代學(xué)習(xí)控制器的有效性。與整數(shù)階迭代學(xué)習(xí)控制器和交叉耦合迭代學(xué)習(xí)控制器對(duì)比分析,證明了設(shè)計(jì)的分?jǐn)?shù)階控制器對(duì)提高XY平臺(tái)輪廓精度的有效可行性。
【圖文】：

圖 2.1 直驅(qū) XY 平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖Fig. 2.1 The structure diagram of XY table臺(tái)的數(shù)學(xué)模型正交的 X，Y 兩軸由 PMLSM 直接驅(qū)動(dòng)，X，，Y 軸

圖 2.8 端部效應(yīng)Fig.2.8 The end effect對(duì)于 XY 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，引起推力波動(dòng)的主要因素是系統(tǒng)存在空載端部效應(yīng)。對(duì)端應(yīng)導(dǎo)致的推力波動(dòng) Fripple數(shù)學(xué)表達(dá)式為：2πx
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM359.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2703589