本文關鍵詞：直接驅動XY平臺模糊擾動補償與輪廓控制研究

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【摘要】：直線電機XY平臺作為數(shù)控機床重要的組成部分在數(shù)控機床領域內獲得了越來越廣泛的應用。輪廓精度為判別XY平臺控制系統(tǒng)運行性能標準的主要依據(jù)，永磁直線電機直接驅動XY平臺在完成輪廓加工任務的過程當中，會受到摩擦力等非線性擾動和模型不確定等未知因素的影響，使系統(tǒng)不能滿足高精度的加工要求。 首先，本文論述了直線電機直接驅動XY平臺輪廓控制近年來在國內外的與發(fā)展情況和前景，介紹了永磁直線同步電機的結構、工作原理以及XY平臺的數(shù)學模型；建立了XY平臺輪廓誤差模型，在分析輪廓誤差產生原因的基礎上提出了相應的解決方法。 其次，本文對直線電機XY平臺所受擾動進行了分析，為了削弱外部擾動對輪廓加工精度的影響，從而實現(xiàn)XY平臺的高精度輪廓控制，本文利用狀態(tài)觀測器的思想設計了改進PI擾動補償器（VPDC），采用傳遞函數(shù)的方法分析了擾動力估計值和擾動力實際值之間的關系，使用從系統(tǒng)獲得的擾動力設計擾動補償器對外部擾動進行補償控制，并對加入擾動補償后的控制系統(tǒng)進行了深入的研究分析。同時將PI擾動補償器與改進交叉耦合控制器相結合，建立仿真模型，進行仿真實驗，真結果表明基于PI擾動補償器的控制系統(tǒng)能夠較好的抑制外部擾動，同時有效地提高輪廓控制精度。 最后，針對永磁直線同步電機驅動的XY平臺，為了削弱輪廓誤差模型相對復雜以及系統(tǒng)未知干擾對輪廓加工精度的影響，實現(xiàn)XY平臺的高精度輪廓控制，本文設計了基于LuGre摩擦模型的模糊擾動補償器，在充分分析LuGre摩擦模型、模糊控制原理基礎上利用LuGre摩擦模型對摩擦力的補償以及模糊系統(tǒng)具有以任意精度逼近非線性函數(shù)的能力對控制器進行設計。同時將基于LuGre模型的模糊擾動補償控制器與改進交叉耦合控制器相結合，建立仿真模型，，進行仿真實驗，仿真結果表明所設計的控制系統(tǒng)系統(tǒng)具有較好的抗擾性和較高的輪廓精度。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP273;TG659

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本文編號：1138418