本文關(guān)鍵詞：高頻響直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)快速刀具系統(tǒng)控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 快速刀具直線伺服系統(tǒng) 高頻跟蹤 免疫重復(fù)控制 模糊自適應(yīng)滑模控制

【摘要】：高性能的快速刀具直線伺服系統(tǒng)是超精密數(shù)控機(jī)床高速切削加工光學(xué)自由曲面的關(guān)鍵技術(shù)，這需要直線電機(jī)伺服刀具系統(tǒng)在數(shù)控加工中對(duì)于高頻周期性輸入信號(hào)具有較好的跟蹤能力，又要對(duì)于負(fù)載擾動(dòng)具有較強(qiáng)的抑制能力。針對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)高頻周期信號(hào)下系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下： 首先查閱了大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì)直線伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的高頻響快速刀具系統(tǒng)（FTS）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有了深入了解，在此基礎(chǔ)上建立了用于驅(qū)動(dòng)FTS的永磁直線同步電機(jī)（PMLSM）的數(shù)學(xué)模型，分析了對(duì)直線伺服FTS造成擾動(dòng)的多重因素。 其次對(duì)PMLSM驅(qū)動(dòng)的FTS中存在電機(jī)本身波紋推力擾動(dòng)、端部效應(yīng)擾動(dòng)和加工時(shí)的切削力擾動(dòng)等不確定性擾動(dòng)的問(wèn)題，選擇設(shè)計(jì)具有魯棒性的和自適應(yīng)性的免疫控制策略，同時(shí)針對(duì)FTS要求的高頻響短行程下周期信號(hào)的跟蹤精度問(wèn)題，，設(shè)計(jì)了重復(fù)控制器。本文將二者結(jié)合，設(shè)計(jì)出了新型的免疫重復(fù)控制方法既結(jié)合了免疫系統(tǒng)在大干擾和不確定性環(huán)境中都具有很強(qiáng)魯棒性和自適應(yīng)性的特點(diǎn)，使伺服系統(tǒng)具有快速響應(yīng)、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，又結(jié)合了重復(fù)控制的對(duì)于周期信號(hào)的高頻跟蹤的性能。在MATLAB環(huán)境下對(duì)免疫重復(fù)控制的直線伺服FTS進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明：該控制方案可使直線伺服FTS對(duì)高頻正弦信號(hào)具有較好的跟蹤精度和較強(qiáng)的抗擾動(dòng)性能，對(duì)方波信號(hào)而言具有較快的響應(yīng)速度。 第三為進(jìn)一步提高對(duì)直線伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的FTS高頻信號(hào)跟蹤精度、快速性和系統(tǒng)魯棒性，對(duì)系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)滑�？刂七M(jìn)行了研究。首先采用滑�？刂七M(jìn)行跟蹤控制，其次采用了自適應(yīng)模糊控制方法對(duì)傳統(tǒng)滑�？刂破髦械牟贿B續(xù)控制量進(jìn)行模糊逼近，同時(shí)利用自適應(yīng)性對(duì)實(shí)際運(yùn)行中的系統(tǒng)的不確定性進(jìn)行補(bǔ)償并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的自適應(yīng)算法，以補(bǔ)償控制量模糊控制律的不足，從而有效降低抖振。仿真結(jié)果表明，本文采用的算法可以解決伺服系統(tǒng)的高頻跟蹤問(wèn)題，具有較快的響應(yīng)速度，對(duì)負(fù)載擾動(dòng)有較強(qiáng)的魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：快速刀具直線伺服系統(tǒng) 高頻跟蹤 免疫重復(fù)控制 模糊自適應(yīng)滑�？刂�
【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】：2015
【分類號(hào)】：TM359.4;TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 概況9-14
• 1.2.1 FTS 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-13
• 1.2.2 高頻響直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 高頻響直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 的控制策略研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 FTS 用永磁直線同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型17-25
• 2.1 FTS 結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 FTS 用永磁直線同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理18-20
• 2.3 FTS 用永磁直線同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.4 FTS 用永磁直線同步電機(jī)系統(tǒng)所受擾動(dòng)分析22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 高頻響直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 免疫重復(fù)控制25-43
• 3.1 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 重復(fù)控制25-29
• 3.1.1 重復(fù)控制原理25-27
• 3.1.2 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 重復(fù)控制器設(shè)計(jì)27-29
• 3.2 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 免疫控制29-35
• 3.2.1 免疫系統(tǒng)的重要特性29-30
• 3.2.2 免疫反饋機(jī)理30-33
• 3.2.3 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 免疫重復(fù)控制器設(shè)計(jì)33-35
• 3.3 仿真結(jié)果及分析35-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 高頻響直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 模糊自適應(yīng)滑�？刂�43-55
• 4.1 滑�？刂苹驹�43-44
• 4.2 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 模糊滑�？刂破髟O(shè)計(jì)44-45
• 4.3 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) FTS 模糊自適應(yīng)滑模控制設(shè)計(jì)45-47
• 4.4 仿真結(jié)果及分析47-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第5章 結(jié)論與展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 在學(xué)研究成果60-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 于晶榮;粟梅;孫堯;;有源電力濾波器的改進(jìn)重復(fù)控制及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年02期

2 羅芳,趙國(guó)明,王遠(yuǎn)波;磁浮車演示線上的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)[J];電力機(jī)車技術(shù);2001年02期

3 李翠艷,張東純,莊顯義;重復(fù)控制綜述[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2005年01期

4 戴一帆;段緯然;王貴林;楊帆;;音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)的快刀伺服系統(tǒng)建模與性能分析[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年01期

5 楊帆;楊海寬;陳志華;王貴林;;音圈式快速伺服刀架的分析與設(shè)計(jì)[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

6 侯軍明;王保升;汪木蘭;馮勇;;高速加工切削力影響因素的有限元分析[J];工具技術(shù);2011年05期

7 何珍梅;徐雪松;;人工免疫系統(tǒng)研究綜述[J];華東交通大學(xué)學(xué)報(bào);2007年04期

8 汪亮;羅松保;;快速伺服刀具技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J];航空精密制造技術(shù);2007年06期

9 徐鳳霞;趙學(xué)增;陸仲達(dá);;自適應(yīng)重復(fù)控制抑制測(cè)試臺(tái)動(dòng)不平衡擾動(dòng)研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年02期

10 陳志華,李圣怡,楊舜洲,崔紅娟;直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的伺服刀架控制器的研究[J];控制理論與應(yīng)用;2002年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 劉強(qiáng);利用快速刀具伺服車削光學(xué)自由曲面的研究[D];吉林大學(xué);2012年

2 張代林;永磁同步直線電機(jī)伺服系統(tǒng)的控制策略和實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

本文編號(hào)：577998