本文關鍵詞：基于滑模控制的貼片機滾珠絲杠傳動系統(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，剛性強和低成本等優(yōu)點，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備，，例如貼片機。滾珠絲杠的這些特點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)學模型，考慮到了滾珠絲杠的剛體動力學特性、非線性摩擦等情況，并且用實驗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模型設計了滑�？刂破�。 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驗的平臺均在哈爾濱工業(yè)大學智能控制與系統(tǒng)研究所所建立的全自動貼片機實驗平臺上進行。 第一章介紹了滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的應用背景，同時回顧了國內(nèi)外在滾珠絲杠傳動系統(tǒng)領域的研究現(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)學模型并，并對模型中參數(shù)進行了系統(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)學模型為后續(xù)的控制律設計及穩(wěn)定性分析提供了條件。在第三章中，本文依靠滑模控制理論設計了滑�？刂破髯顬闈L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進一步驗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計問題。針對這種情況設計的控制律最后被歸結(jié)成了PID控制和前饋控制復合的形式。第四章，詳細介紹了哈爾濱工業(yè)大學智能控制與系統(tǒng)研究所建立的貼片機實驗平臺。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)學模型和控制器，并且仿真研究在利用交叉耦合控制實現(xiàn)雙軸同步的情況，最后建立了簡易的實驗平臺驗證了雙軸同步方法。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP273;TH132

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：1272508