双直线电机XY平台的模糊滑模轮廓控制

双直线电机XY平台在加工中负载扰动以及系统参数的变化会使其产生轮廓误差,而且任意轨迹轮廓误差为非线性函数不易进行建模。采用适用于任意轨迹建模的轮廓误差计算法建立双直线电机XY平台的轮廓误差模型并以此误差量作为具有逼近能力模糊滑模轮廓控制器的输入,使误差量在有限时间内趋近于零,以满足XY平台的高精度加工要求.仿真结果表明,所设计的双直线电机XY平台系统具有强鲁棒性和较高的轮廓精度。     

基于摩擦观测器的直接驱动XY平台轮廓控制器设计

针对高精度直线电机驱动XY平台轮廓控制系统,将摩擦补偿与轮廓控制相结合,提高系统轮廓精度。设计基于LuGre模型的状态观测器及摩擦估计器以消除摩擦非线性对系统的影响,采用适于一般自由曲线轮廓控制的实时轮廓误差法建立系统轮廓误差模型与切向误差模型,结合观测状态,设计基于摩擦补偿的轮廓控制器。理论的分析和仿真结果表明,所设计控制系统能够提高XY平台的轮廓精度。     

基于反馈线性化的直线电动机伺服平台轨迹跟踪控制研究

在非线性曲线轨迹加工时,直接驱动XY伺服平台普遍存在轮廓误差精度差的问题。为提高轮廓误差精度,提出将最优化位置控制与等效误差轮廓控制相结合的复合控制策略。为了保证位置伺服控制器的高精度控制,采用以时间乘以误差绝对值积分(ITAE)为性能指标的最优化控制器设计方法。为了保证精密XY伺服运动平台高精度轮廓加工,轮廓控制器以等效误差量为状态变量,通过反馈线性化的极点配置使等效误差动态稳定,从而减小轨迹轮廓误差。仿真与实验表明,所提出的控制方法有效抑制了端部效应引起的周期性推力波动等扰动,使精密XY伺服运动平台满足高精度轮廓加工的要求。     

直接驱动XY平台轮廓误差分析及法向交叉耦合控制

在直线电机直接驱动XY平台中,负载扰动、机械延迟以及两轴驱动系统参数不匹配等因素影响轮廓加工精度.采用H∞速度反馈控制、零相位误差跟踪控制(ZPETC)与法向交叉耦合控制相结合的策略对两轴的运动进行协调控制以提高轮廓加工精度,实现跟踪误差与轮廓误差的同时减小.H∞控制在速度环通过反馈作用消除负载扰动因素的影响,使系统具有较好的鲁棒性.ZPETC基于零、极点对消和相位对消提高系统跟踪精度.法向交叉耦合控制作用于两轴之间,将轮廓误差作为直接被控量进行实时补偿控制,有效地提高了轮廓精度并简化了控制器设计.仿真结果表明,所设计的控制系统具有较好的跟踪性、鲁棒性和轮廓精度.     

基于全局任务坐标系的直驱XY平台学习互补滑模轮廓控制

针对直驱XY平台在加工高速度和尖角轮廓时精度较差的问题,提出一种在全局任务坐标系(GTCF)中采用迭代学习控制(ILC)和互补滑模控制(CSMC)相结合的轮廓控制方法。首先,利用实际轮廓误差的一阶导数构建轮廓误差模型,并将轮廓误差和轮廓运动轨迹作为控制变量建立GTCF,使系统能够协调运行。然后,采用ILC对轮廓跟踪过程中的未建模动态进行补偿,并利用CSMC抑制直驱XY平台伺服系统中参数变化、外部扰动等不确定性因素的影响。最后,系统实验结果表明,该控制方法具有较强的鲁棒性和快速的轮廓跟踪性,能够实现更精确的控制性能,减小系统的轮廓误差,进而改进直驱XY平台伺服系统的高精度轮廓加工性能。     

一种直驱XY平台精密轮廓跟踪控制方法

针对直驱XY平台在加工高进给率或存在尖角的轮廓时精度较差这一问题,该文提出一种精密轮廓跟踪控制方法。首先,利用参考轮廓和当前位置信息构造关于轮廓误差的代价函数,采用牛顿极值搜索算法进行动态轮廓误差估计(CEE)。然后,对轮廓误差进行迭代学习控制(ILC),并将ILC的结果用于调整参考轮廓,形成修正参考轮廓,以获得更好的跟踪性能,从而改善轮廓精度。接着,利用互补滑模控制器(CSMC)抑制系统中参数变化、外部扰动、非线性摩擦等不确定性因素的影响,提高单轴的鲁棒性能和跟踪性能。最后,系统实验结果表明,该控制方法能够明显地提高系统的控制性能,减小系统的轮廓误差,进而改进直驱XY平台伺服系统的高精度轮廓加工性能。     

基于动态轮廓误差估计的双轴直驱平台 精密轮廓控制

为使双轴直驱平台在加工高进给率或存在尖角的轮廓时能实现高精度轮廓控制,提出一种动态轮廓误差估计(CEE)和互补滑模控制器(CSMC)相结合的精密轮廓控制方案。首先,建立含有参数变化、摩擦力等不确定性因素的双直线伺服系统动态方程。接着,采用牛顿极值搜索算法进行动态CEE并在每个采样点对轮廓误差参数的梯度向量和Hessian矩阵进行更新,具有较快的收敛速度和良好的瞬态性能;构建由位置误差和轮廓误差估计量形成的修正误差,作为CSMC的输入,利用CSMC抑制系统不确定性因素的影响,提高系统的鲁棒性。实验结果表明,该控制方法能够明显地提高系统的控制性能,减小系统的轮廓误差,进而改善双轴直驱平台的伺服系统轮廓加工精度。     

双直线电机伺服系统驱动平台的鲁棒跟踪控制

针对双直线电机直接驱动双轴平台轮廓加工中存在的电气——机械延迟、系统参数不确定性及两轴驱动系统参数不匹配等因素的影响,将零相位误差跟踪控制器作为前馈跟踪控制器,克服了伺服滞后,使系统实现准确跟踪,减小了跟踪误差;交叉耦合控制器作用于两轴之间,用以增加两轴间的匹配程度,以减小轮廓误差。两种控制器相结合的控制策略对两轴的运动进行协调控制,实现跟踪误差与轮廓误差同时减小。仿真和实验结果表明所提出的控制方案具有较好的跟踪性和鲁棒性,进而大大提高了跟踪精度和轮廓精度。     

基于双边界层滑模观测器的双轴直驱平台迭代学习轮廓控制

双轴直驱平台在加工高进给率或存在尖角的轮廓时,由于轨迹的复杂性和系统非线性不确定性的存在导致轮廓误差较大.因此,本文提出一种自适应迭代学习控制器(AILC)和双边界层滑模观测器(SMO)相结合的鲁棒迭代学习轮廓控制方案.首先,建立含有参数变化、摩擦力等不确定性因素的双直线伺服系统动态方程,并在任务坐标系下建立轮廓误差模型,将跟踪误差的法向分量近似为轮廓误差.采用AILC对轮廓误差进行控制,以实时提高系统的轮廓跟踪性能;使用双边界层SMO对系统扰动进行补偿,通过改变双边界层厚度削弱抖振,并且提高观测器的鲁棒性.最后,系统实验结果表明,该方法能够明显地提高系统的控制性能,减小系统的轮廓误差,进而改进双轴直驱平台伺服系统的高精度轮廓加工性能.     

基于双层交叉耦合的直驱H型平台滑模轮廓控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)驱动的H型平台存在的参数变化、外部扰动、摩擦力等不确定性因素及轴间耦合问题,提出一种全局积分滑模控制(GISMC)与变增益双层交叉耦合控制(VGDCCC)相结合的轮廓控制策略.首先,建立H型平台系统动态方程和基于密切圆的轮廓误差模型.然后,设计基于全局积分滑模的单轴位置跟踪控制器来减小跟踪误差.最后,设计基于变增益双层交叉耦合的轮廓误差补偿器来减小系统的轮廓误差.仿真结果表明,所提出的控制方法能提高系统的轮廓精度.     

直驱XY平台的改进鲁棒迭代学习控制

针对直驱XY平台鲁棒交叉耦合控制(CCC)系统设计迭代学习控制(ILC)器的过程中,没有充分利用鲁棒控制的有效信息增加设计复杂性的问题。依据具有不确定性的直驱系统的鲁棒性条件和ILC在L2范数下的鲁棒收敛条件,采用鲁棒反馈控制器设计过程中保证鲁棒性的性能加权函数设计单轴ILC控制器。建立了直驱XY平台的系统模型,并给出了单轴鲁棒ILC控制器和双轴变增益CCC控制器的设计方法。与传统ILC控制器设计相比,所提出的方法不但保证了系统的鲁棒性,而且简化了设计过程,提高了系统的跟踪精度和轮廓精度。仿真和实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于支持向量机的直线电机推力波动前馈补偿

直线电机系统中,推力波动具有很强的非线性特点,是影响直线电机控制性能的重要因素之一。以结构风险最小化为学习规则的支持向量机进行推力波动模型辨识,来构成具有推力波动前馈补偿自适应控制单元的直线电机PID控制系统。该控制系统集合了PID线性控制和推力非线性补偿控制,以提高直线电机的轨迹跟踪精度。最后由Matlab仿真结果表明,基于支持向量机的推力波动模型比基于最小二乘法具有更高的辨识精度,控制系统具有更小的轨迹跟踪误差、更强的抗干扰性,从而提高直线电机定位精度。     

The research of contour error compensation control for x-c non-circular grinding in polar coordinates

In the X-C linkage grinding of non-circular parts, the computation and control method of contour error in polar coordinates platform is different with that in the XY coordinates platform. To solve this problem, the analysis of the definition and computation methods for contour error and track error in polar coordinates platform will be made. Through the relative lead-lag relation of the linkage axes in the grinding process, the range of the estimation contour error is narrowed and a contour error calculation model is constructed. Then the contour compensation controllers along contour error direction and trajectory tracking error direction are designed respectively, and the error compensation decoupling matrix of the X-C linkage axes is given as well. In the end of this paper, we take the machining of the cylinder contour in Wankel rotary piston engine as an example. A simulation experiment of contour error compensation control based on relative lead-lag quantity is made. The result shows that the designed contour compensation controller can increase the contour machining accuracy effectively.     

基于PMU/SCADA混合量测的电力系统状态估计

为提高电力系统状态估计的准确度,在现有理论基础上提出了基于PMU/SCADA混合量测的状态估计方法,将电力系统划分为线性区域和非线性区域,在线性区域内计算与安装PMU装置相关联节点处的电压相量,将该计算结果作为间接量测引入非线性区域的状态估计中,从而使状态估计的准确度有所提高。仿真实验表明,在IEEE-14系统中,该算法计算速度快,能有效提高状态估计的精度,具有一定的实用价值。     

真空断路器永磁操动机构动态特性仿真及实验

提出了一种适用于永磁机构真空断路器分合闸动态仿真的分析方法.采用Maxwell计算位移、电流、磁链及静态保持力之间的非线性关系,用于查表插值计算.同时采用Matlab建立了永磁断路器动态仿真模型,包括电压平衡和机械运动两个子模型.最后,对设计的样机进行了动态测试.测试结果表明仿真的正确性.     

多探测器拼接成像系统四维标定平台

为了满足多探测器拼接成像系统像素级精度的图像拼接要求,需要对各探测器的空间位置进行精确标定,构建了基于经纬仪角度补偿功能的高精度四维标定平台。平台由两个直线导轨和载物台搭建的二维平移台、改造式发光经纬仪和伺服控制器三部分组成。首先,由发光经纬仪提供无穷远目标源,发出带有十字丝的图案。然后,通过求解运动位移方程,控制二维平移台和经纬仪运动到指定位置,将十字丝分别成像在每个探测器靶面中心,完成各探测器的装调标定。最后,对标定平台的对准精度进行了误差分析。实验结果表明:二维平移台的安装误差在经纬仪的角度补偿范围内,四维标定平台的水平角和垂直角对准精度均高达5″,可实现多探测器拼接成像系统的精确标定。     

磁悬浮平台直线同步电动机悬浮系统的分数阶反步控制

为了提高磁悬浮平台直线同步电动机悬浮系统的性能,提出了一种分数阶反步控制策略。基于磁悬浮直线同步电动机（MLLSM）悬浮系统的运行机理,建立了其数学模型和状态空间方程;针对MLLSM悬浮系统的强非线性,通过非线性坐标映射对其进行输入输出反馈线性化处理;引入了分数阶理论构造分数阶虚拟稳定函数来提高系统的收敛速度和控制精度;设计了分数阶反步控制器,构造Lyapunov函数证明系统稳定性。仿真结果表明,分数阶反步控制能够提高悬浮系统响应速度,有效抑制不确定性扰动对悬浮系统的影响。     

多传感器组合导航系统的联邦 UKF 算法研究

多传感器组合导航系统是一种典型的非线性系统,为了提高其滤波精度,本文提出了多传感器组合导航系统联邦 UKF 算法。 首先,在建立多传感器组合导航系统的非线性状态方程及线性量测方程的基础上,对标准 UKF 进行了简化;然后,以简 化 UKF 为基础提出了多传感器组合导航系统的联邦 UKF 算法,并设计了姿态融合算法及其故障检测函数以验证该算法的容 错性能;最后,以 GNSS / CNS / SINS 多传感器组合导航系统为例进行了仿真验证。 仿真结果表明,相对于联邦线性卡尔曼滤波 器,联邦 UKF 算法可提高位置及姿态精度约 25. 8%、22. 2%,同时继承了联邦线性卡尔曼滤波器的容错性能。     

Iterative parameter and order identification for fractional-order nonlinear finite impulse response systems using the key term separation

This article considers the parameter estimation for a fractional-order nonlinear finite impulse response system with colored noise. For the fractional-order systems, the challenge and difficulty are to identify the order and parameters of the systems simultaneously under colored noise disturbances. In order to reduce the problem of redundant parameter estimation, the output form of the system can be expressed by a linear combination of unknown parameters through the separation of the key term separation. A key term separation auxiliary model gradient-based iterative algorithm is derived by using the negative gradient search. Meanwhile, to achieve the higher estimation accuracy, we propose a key term separation auxiliary model multiinnovation gradient-based iterative algorithm by utilizing the multiinnovation theory. Finally, the simulation results test the effectiveness of the proposed algorithms.