| 超精密微动台控制器带宽优化研究 |
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| 引用本文： | 杨进,尹文生,朱煜,胡金春,段广洪.超精密微动台控制器带宽优化研究[J].机械工程学报,2011,47(16). |
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| 作者姓名： | 杨进 尹文生 朱煜 胡金春 段广洪 |
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| 作者单位： | 清华大学精密仪器与机械学系 北京 100084;清华大学摩擦学国家重点实验室 北京 100084 |
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| 基金项目： | 国家重点基础研究发展计划资助项目(973计划,2009CB724205) |
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| 摘 要： | 为提高超精密微动台的控制带宽,改善控制性能,针对微动台模型包含机械谐振以及时滞的特性研究一种优化回路成形(Optimized loop shaping,OLS)控制器设计方法。通过回路成形方法分析得出PID控制器相位超前量不足是造成带宽受限的主要因素,并给出一种能实现高带宽的高阶控制器。利用回路成形(Loop shaping,LS)设计方法将控制器参数设计描述为优化问题,并利用遗传算法对其进行求解。将OLS控制器与试验整定的PID控制器进行试验对比,结果显示采用OLS控制器的系统的上升时间、调整时间、定位精度都有较大幅度地改善,最大超调量有所增加但仍在工程允许的范围内,表明所提出方法能够减小控制器设计对经验的依赖并有效提高地超精密微动台的控制性能。
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| 关 键 词： | 超精密微动台 控制带宽 控制器优化 遗传算法 |
Controller Bandwidth Optimization for Ultra-precision Position Stage |
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| YANG Jin,YIN Wensheng,ZHU Yu,HU Jinchun,DUAN Guanghong.Controller Bandwidth Optimization for Ultra-precision Position Stage[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering,2011,47(16). |
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| Authors: | YANG Jin YIN Wensheng ZHU Yu HU Jinchun DUAN Guanghong |
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| Affiliation: | YANG Jin1,2 YIN Wensheng1,2 ZHU Yu1,2 HU Jinchun1,2 DUAN Guanghong1,2(1.Department of Precision Instruments and Mechanology,Tsinghua University,Beijing 100084,2.State Key Laboratory of Tribology,Beijing 100084) |
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| Abstract: | To improve the control bandwidth and the performances of an ultra-precision positioning stage which has mechanical resonant and system delay,an optimized loop shaping(OLS) controller design method is presented.Analysis based on loop shaping design method shows that insufficient phase lead of the PID type controller is the major bandwidth limiting factor.And a higher order controller promising to achieve a higher control bandwidth is proposed.Controller parameters design is described as an optimization probl... |
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| Keywords: | Ultra-precision positioning stage Control bandwidth Controller optimization Generic algorithm |
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