本文關(guān)鍵詞：基于滑模控制的貼片機(jī)滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的控制研究

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【摘要】：隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)界為了提高勞動生產(chǎn)率和減少廢品率，對制造裝備的生產(chǎn)、裝配和運(yùn)行的速度和精度都提出了更高的要求。由于滾珠絲杠具有精度高，剛性強(qiáng)和低成本等優(yōu)點(diǎn)，絕大多數(shù)的制造裝備都采用滾珠絲杠作為它們主要的傳動設(shè)備，，例如貼片機(jī)。滾珠絲杠的這些特點(diǎn)也是本文選擇其作為研究對象的原因，為了獲得較高的控制精度和速度，本文采用了新型的控制算法。 本文建立了滾珠絲杠傳動系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型，考慮到了滾珠絲杠的剛體動力學(xué)特性、非線性摩擦等情況，并且用實(shí)驗(yàn)的方法辨識出模型中的參數(shù)。本文緊接著基于滾珠絲杠的剛體動力學(xué)模型設(shè)計了滑�？刂破鳌� 本文系統(tǒng)介紹了滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的建模方法，并且為了得到更高的控制精度，本文引入了新的控制方法。所有的建模和控制實(shí)驗(yàn)的平臺均在哈爾濱工業(yè)大學(xué)智能控制與系統(tǒng)研究所所建立的全自動貼片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行。 第一章介紹了滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的應(yīng)用背景，同時回顧了國內(nèi)外在滾珠絲杠傳動系統(tǒng)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。在第二章，本文首先針對需要研究的滾珠絲杠傳動系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型并，并對模型中參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)辨識。在模型建立的過程中，本文忽略了滾珠絲杠的一些高頻動態(tài)特性，比如電流環(huán)波動、軸向振動和扭向振動。精確的數(shù)學(xué)模型為后續(xù)的控制律設(shè)計及穩(wěn)定性分析提供了條件。在第三章中，本文依靠滑�？刂评碚撛O(shè)計了滑模控制器最為滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的控制器。這種控制器的理論模型首先由Slotine和Li提出，之后由Zhu進(jìn)一步驗(yàn)證了這種控制器的穩(wěn)定性。本文研究了滾珠絲杠剛體動力學(xué)模型在伴隨有外界不確定性擾動這一種中特殊情況下的控制律設(shè)計問題。針對這種情況設(shè)計的控制律最后被歸結(jié)成了PID控制和前饋控制復(fù)合的形式。第四章，詳細(xì)介紹了哈爾濱工業(yè)大學(xué)智能控制與系統(tǒng)研究所建立的貼片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺。第五中，本文首先利用Matlab仿真研究了前述章節(jié)建立的數(shù)學(xué)模型和控制器，并且仿真研究在利用交叉耦合控制實(shí)現(xiàn)雙軸同步的情況，最后建立了簡易的實(shí)驗(yàn)平臺驗(yàn)證了雙軸同步方法。
【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】：2014
【分類號】：TP273;TH132

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1272508