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王凯 《组合机床与自动化加工技术》2023,(2):86-89+94
为了提高不确定机械臂系统在扰动工况下的轨迹跟踪精度,设计了论域自适应变化的模糊补偿控制器。以二自由度机械臂为研究对象,建立了机械臂系统的动力学模型,设计了模糊补偿控制器的整体方案。提出了模糊控制参数论域随跟踪误差自适应变化的思想:当跟踪误差较小时,参数论域随之减小,有利于提高控制精度;当跟踪误差较大时,参数论域随之增大,有利于控制过程收敛;基于Lyapunov稳定性分析,给出了补偿力矩系数的自适应变化律。经仿真验证,论域自适应模糊补偿控制器对期望轨迹跟踪误差的最大值和方均根均远小于传统模糊补偿控制。仿真结果表明在扰动工况下,论域自适应模糊控制器对不确定机械臂的轨迹跟踪控制是有效的,且在控制精度和速度方面具有一定优越性。 相似文献
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针对液压伺服系统中的非线性和不确定特性,为了改善双电液位置伺服系统的同步性,设计了基于自抗扰控制器的速度环电液位置系统,对速度系统的内部扰动和外部扰动进行观测,并加以补偿,同时引入两侧速度偏差补偿信号,实现对速度和位置控制。仿真实验结果表明,此控制方案十分有效,具有较强的鲁棒性,动态过程同步误差小,能较好地满足被控对象对高精度同步控制的要求。 相似文献
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为实现电机伺服系统对位置轨迹的准确跟踪,提出一种基于扰动估计和参考输入滤波的控制方案.通过设计降阶观测器对未知扰动进行估计和补偿,消除扰动带来的稳态跟踪误差;采用非线性微分跟踪器从目标轨迹信号提取高品质的微分信号,并用于前馈控制,改善了跟踪性能,且控制信号平滑.此控制方案被用于伺服工作台(XY平台)的位置轨迹跟踪控制,结果表明,设计的控制方案可以使伺服系统对各种形式的目标位置轨迹实现快速、平稳和无静差的跟踪.所设计的控制方案,可推广应用到其他伺服系统. 相似文献
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伺服系统的基本原则是闭环控制,跟踪误差必然存在.如果多轴联动设备上使用伺服系统驱动进给轴,跟踪误差会引起加工轮廓误差.高精度数控机床要求轮廓误差越小越好.文章在定位过程中的伺服系统位置跟踪误差曲线等效成梯形曲线的基础上,从插补控制器着手研究跟踪误差的预测补偿控制.试验结果证明该控制方法简单有效. 相似文献
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针对直接驱动XY平台伺服系统的位置控制进行设计,考虑到系统的扰动、摩擦等因素引起的误差,采用零相位误差跟踪控制器和干扰观测器相结合的控制方法,通过零相位误差跟踪控制器来减小系统的跟踪误差,并通过干扰观测器来减小扰动对系统的影响,从而同时提高系统的跟踪性能和鲁棒性能。仿真实验结果表明,所提出的控制方案对提高伺服系统的定位精度有一定的作用。 相似文献
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《组合机床与自动化加工技术》2018,(12)
为研究机车制动缸制动工况下其闸瓦受轮对椭圆形踏面挤压时的位置控制精度,考虑活塞与制动缸内壁非严格配合引起的压力漏损及轮瓦接触面作用力的时变非线性,建立了制动缸气动伺服系统的数学模型;基于非奇异终端滑模收敛快速、鲁棒性强的优点,提出了具有终端滑模面的自抗扰鲁棒控制器;采用引入加速度因子的细菌觅食算法对控制器参数进行寻优;引入模糊补偿因子对控制器中不可导点跳变和未建模动态进行抑制和补偿。仿真结果表明,非奇异终端滑模自抗扰控制器可实现在轮瓦接触面存在较大负载扰动及参数摄动工况下对位置输入指令的近似无偏跟踪,能够抑制控制量过零跳变,对参数慢时变漂移具有较强鲁棒性。 相似文献
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电液位置伺服系统的阻尼比较低,造成电液位置伺服系统响应速度慢及跟踪性能较差。为解决此问题,提出一种模糊自适应控制与速度正反馈、加速度负反馈相结合的复合控制策略。通过速度正反馈来提高系统的开环增益,加速度负反馈提高阻尼比,从而提高系统动态响应速度并减小位置误差。利用前馈控制拓宽系统频宽,进一步减小位置跟踪误差。对传统PI控制、模糊PI控制、模糊PI复合控制算法下的系统响应性能进行仿真分析,结果表明:采用所提出的复合控制策略时,系统动态响应速度比模糊PI控制提高约76.9%,比传统PI控制提高约84.2%,其位置跟踪误差几乎为0。 相似文献
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将一种参数在线自校正模糊控制器引入数控机床交流伺服系统中,该控制器可以根据测量得到的偏差E及偏差的变化率EC在线自动整定PID控制器的三个参数,采用上述方法后,可以显著提高控制系统的精度。大大降低跟踪误差,实验结果表明,这是一种切实可行的控制方法。 相似文献
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介绍五轴机床最佳进给率和高性能精密控制算法加工方式,并进行实验验证。通过引入进给率调度算法,以最大限度地减少五轴弯曲刀具路径的循环加工时间。在寻找沿刀具路径的最佳进给时,考虑了五轴驱动器的速度、加速度和加加速度限制,以确保伺服驱动器以最小的跟踪误差平稳和线性运行。为设计一个精确的轮廓控制器,开发分析模型来估计五轴加工实时过程中的轮廓误差,通过考虑刀尖与参考路径的法向偏差和刀轴方向与参考方向轨迹的法向偏差来定义两种类型的轮廓误差。 相似文献
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Hsin-Chiang Ho Jia-Yush Yen Shui-Shong Lu 《International Journal of Machine Tools and Manufacture》1999,39(10):1619
This paper proposes a new path-following control algorithm for the machine tool servo systems. The control system first decomposes the contouring error into the normal tracking error and the advancing tangential error. A dynamic decoupling procedure is then applied to the system dynamics. Finally, a dynamic decoupled controller is proposed to compensate the decomposed tangential and the normal tracking errors. The normal control minimizes the perpendicular tracking error while the tangential control maintains a desired feed rate. The proposed method is applied to the control of an experimental x–y table. Experimental results show that the proposed control can achieve good tracking and trajectory following characteristics. The new algorithm also enables the design of a non-overshooting controller along the path. This will result in a no-overcutting process for the machine tool operation. 相似文献
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将专家系统和单神经元构成的智能PI控制器引入数控机床直线伺服系统速度控制中。该控制器可以根据速度误差、误差的积分和实际速度变化率的负值确定参数的调整规则。采用上述方法后,能显著提高系统的鲁棒性,仿真结果验证了该方法的有效性。 相似文献
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D. Renton M. A. Elbestawi 《International Journal of Machine Tools and Manufacture》2000,40(4):539-559
Advances in high-speed machining technology, including those in spindle speeds and cutters, are out-pacing advances in the servo control performance of machine tools. To close this gap, new machine tools and improved controls must be developed. Improvements to machine tools under development include special-purpose machine tools, the use of advanced materials, the replacement of ball screws and ways with linear motors and roller guides, and the use of parallel link actuators. This paper focuses on the control issues that will become increasingly important as these high-speed machining and high-speed machine tool advances are realized.The main issues in high-speed servo control are feed rate planning, and servo loop control laws. A method is developed in this paper which takes advantage of the full performance envelope of each axis in an arbitrary path. This near-complete usage of the servo capabilities of a machine tool results in reduced cycle time or reduced path error. A servo loop control law is then developed that uses the axis performance envelope as well as instantaneous position, velocity, and acceleration information of the target path and machine axis to improve servo performance in the presence of disturbances. 相似文献
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数控机床进给伺服系统是一个复杂的机电耦合系统。由于具有较强的时变参数特性、负载扰动和电机的非线性,很难给出控制系统的精确模型。基于数控机床进给伺服系统的数学模型,提出一种模糊自适应PID控制器的设计方法。将该控制器应用于数控机床进给伺服系统控制,可获得良好的控制性能。仿真结果表明:该方法不仅具有无静态失真,而且响应速度快、超调小。这种模糊自适应PID控制器具有较高的稳定性和精度。 相似文献
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激光切割机是高速、高精度的数控机床,对机床的动态特性及跟随误差要求很高.本文对配置倍福系统的激光切割机进行伺服优化分析,并通过海德汉二维光栅进行圆度测试.测试结果表明影响机床精度的主要因素有伺服参数、减速机反向间隙、机床自身的震动等. 相似文献
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关丽荣 《组合机床与自动化加工技术》2012,(4):69-71,75
针对高速高精数控机床直线伺服系统,考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计基于递归模糊神经网络( RFNN)的反推控制器,利用了递归神经网络具有捕获系统动态信息的优点,可实时补偿不确定因素对跟踪性能的影响.仿真结果表明,该控制策略明显降低了不确定因素对系统性能的影响,从而显著提高了直线伺服系统的位置跟踪精度. 相似文献
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Jia-Yush Yen Hui-Man Chang 《International Journal of Machine Tools and Manufacture》2004,44(5):523-531
The machine tool servo design is very different from the traditional high performance servo systems. Traditional servo design depends heavily on a precise system model so that frequency domain or time domain compensation techniques can be applied, and many synthesis tools such as LQG, H∞, or LMI, … are available based on this concept. While these synthesis tools are becoming very useful in many situations, they are not used in the machine tool servo design. Most high performance machine tool systems still rely on the more primitive PID or PDF controllers in conjunction with complicated friction and temperature compensation algorithms. This paper investigates the different approaches based on a house-designed servo control board. With the ability to change the servo control algorithms on a test machine tool, the performance robustness and servo stiffness were tested both numerically and experimentally. The numerical tests conducted with PID, PDF, and LQG controllers showed that the PID controller is the easiest to achieve good performance, but the PDF controller contains the best performance robust margin. Experimental results also indicated that the PDF controller exhibits far superior robustness properties over the other two controllers. 相似文献