多线切割机的无模型自适应交叉耦合控制

为提高硅材料切割加工的精度,在分析多线切割机钢丝线张力波动的基础上,将无模型自适应控制和交叉耦合控制相结合,提出了一种多轴同步的间接张力控制策略。无模型自适应控制提高了系统动态响应的快速性,增强了系统的鲁棒性,减小了跟踪误差,实现了准确跟踪;交叉耦合控制用于消除各轴之间的增益参数和动态参数不匹配的影响,减小了同步误差,实现了多轴同步。实验结果表明所提出的控制方案十分有效,可提高多轴同步的运动精度,减小钢丝线张力波动。     

多轴联动的风洞变角度机构同步协调控制

为解决风洞尾撑变角度机构运动过程中多轴之间的同步协调控制问题,本文提出了一种结合并行控制和交叉耦合控制的同步控制方法.首先,将并行控制应用于多轴联动控制中,根据前后侧滑轴定位时间一致以及速度变化时间一致的原则,开展了提高多轴同步性能的研究.然后,采用了基于同步误差传递函数的交叉耦合控制方法,对并行控制给定的运动参数进行修正补偿.最后,通过机构运动进行了实验验证,实验结果表明该控制方法可有效减小横向同步误差,提高同步性能,满足风洞试验控制要求.该方法也为类似机构的同步控制提供了参考.     

多轴协调运动控制在某连续式风洞应用研究

为解决风洞试验过程中可靠地、精确地控制半柔壁系统型面变化,必须使电动推杆多轴协调同步运动;以某连续式风洞半柔壁系统为例,采用西门子T-CPU和S120伺服单元搭建硬件系统,运用梯形或S形加速与减速方式,保证同启同停进行同步,并将实际位置值实时与理论计算值进行比对,协调同步运动电动推杆,从而精确控制半柔壁系统型面变化;试验结果表明,该方法能够实现半柔壁机构在运动中多轴协调同步,保证机构运行安全;该系统在国内风洞半柔壁控制领域尚属首例,理论方法高效且通用性较强可广泛用于使用任何品牌和型号伺服控制系统控制半柔或全柔系统。     

一种多轴风洞试验装置路径规划与防碰撞设计

在风洞试验装置的设计和运行中,运动机构的控制质量直接影响着模型的运动范围、气动特性的准确性和试验效率。多轴同步驱动的大惯量运动机构存在着结构复杂、惯性大、控制难度高、危险性高等特点。以4 m×3 m风洞大迎角尾撑运动机构为例,该设备作为多轴同步类设备常常会面临由于支撑的模型试验角度范围大,造成机构自身补偿距离随之增加,轴系运动逼近行程极限,既会限制试验角度范围,又会增加风险隐患等问题。针对以上问题,对多轴同步类设备开展讨论研究,提出基于电子凸轮的多轴运动路径规划技术和空间包围盒防碰撞检测算法,实现机构运动轨迹可规划、模型发生碰撞可预测的能力。目前,路径规划功能与防碰撞设计已应用于4 m×3 m风洞大迎角尾撑机构控制系统,有效提升了风洞试验装备的能力水平和安全性,加强了数控与测量设备的自动化、智能化。     

位置差反馈最优同步控制系统的研究

在系统性能的评价函数中，依据对同步运动系统各轴自身的位置误差和它们的同步位置误差的加权评价，提出一种位置差反馈的最优同步运动控制方法。这种同上控制方法具有状态反馈控制的特性，可使同步运动系统各轴的运动特性趋于一致，提高了系统的同步运动精度，增强了系统对外界干扰的抵抗能力。     

基于虚轴原理的风洞全挠性喷管型面控制与仿真

分析了某超声速风洞全挠性喷管的工作原理及特点,针对其型面控制中存在的问题,采用基于虚轴原理的运动同步控制方法,模拟出一根主轴直接驱动电动缸与电动推杆运动轴来实现喷管型面的控制;同时,建立了单路执行机构模型和同步控制系统模型,并通过Matlab仿真验证了模型有效性.结果表明,采用虚拟主轴同步控制策略的风洞喷管型面控制系统模型可以获得满意的运动同步与抗干扰性能,达到了预期目的.     

大功率防爆永磁同步电动机多目标优化预测控制

针对基于赋权法的传统多目标预测控制方法无法有效处理目标矛盾及权值系数设计复杂的问题,提出了一种基于两层结构相容框架的大功率防爆永磁同步电动机多目标优化预测控制方法。将d轴电流跟踪、q轴电流跟踪与中点电位平衡划分为相容优化层,通过引入界限区间,有效实现了3个目标的相容控制;将开关损耗划分为最优优化层,提出了一种基于外拓法的开关频率衡量方法,通过对多个控制周期的开关次数的近似衡量,有效减小了系统的平均开关频率。仿真结果表明,所提方法能够实现电流指令跟踪与中点电位的相容控制,并能有效减小系统平均开关频率。     

同步运动取决于特殊控制方法

为了满足诸如印刷机或其他自动化系统中多轴运动的同步需求，我们需要开发更高级的控制技术。高速网络协议能够有效满足复杂自控系统的数据传输与控制要求。     

多线切割机的速度同步控制

介绍了多线切割机的总体结构,说明了它的工作原理,针对钢丝线张力波动的问题,提出了一种基于相邻轴速度误差的多轴同步控制策略.以收放线电机和主电机为控制对象,定义了多轴系统的跟踪误差和同步误差,引入了相邻轴速度误差的概念,设计控制转矩满足电机的运动方程,使得相邻轴速度误差及其微分趋于零,实现多轴的同步控制.采用李雅普诺夫函...     

绕线机的多轴同步控制算法研究

根据绕线机的结构,分析了其控制原理。针对一阶运动方程电机控制算法存在的问题,推导了电机二阶运动方程,提出一种基于交叉耦合结构的多电机同步控制算法,并建立了电机运动控制模型,实现了多轴电机精确同步联动。仿真结果证明了该算法具有较高的同步控制精度和较强的抗干扰能力。     

改进型环形耦合结构的多缸比例同步控制

分析了多轴同步控制结构与算法的发展现状,针对等状态耦合控制在实际应用中的不足,提出一种基于归一化的同步比例系数分配方法,使它适用于多运动轴的比例同步控制,并在此基础上设计了改进型的环形耦合控制策略,利用李雅普诺夫函数证明了该算法的收敛性和稳定性.以某跨超声速风洞挠性壁喷管为控制对象,对其终端执行机构电动缸和控制系统进行建模仿真,结果表明:该控制策略相较虚拟主轴控制方式,具有更好的同步性能和抗干扰能力.通过进行对比实验,也证明该策略能很好地实现多轴比例同步控制,且具有更高的跟踪精度和同步精度,对相关领域具有一定的参考价值.     

管道机器人三轴差速器性能测控系统

为了测试新研制机械自适应管道机器人的三轴差速器性能,根据测试要求,设计了基于ARM和FPGA的测试和控制系统.由ARM完成整个系统的控制和数据的存储,而FP-GA完成7路码盘信号的鉴相和计数.介绍了正交脉冲鉴相、FPGA多轴同步计数及其与ARM的接口、数据存储系统等部分的硬件电路设计.与传统的微控制器外扩专用计数芯片相...     

空间曲线的六轴联动控制算法研究与测试

针对六坐标空间的复杂曲线的加工,提出六轴联动的控制算法。根据六轴之间的运动关系,合成其进给速度,由之推导出插补变量值,得出相应的六轴插补坐标值,实现动点的稳速控制。采用该控制算法在自主研制的六轴嵌入式数控工具磨削系统中进行锥刃磨削的多轴联动插补测试,根据锥刃铣刀的数学模型得出插补算式。仿真与实际磨削测试表明,该六轴联动控制算法切实高效,实现复杂曲线的六轴联动控制,进给的合成速度控制恒定,能确保高质量加工。     

Fuzzy logic coupling and synchronised control of multiple independent servo-drives

A method for achieving the co-ordination and synchronisation of multiple independent servo-drives using fuzzy logic is described. The co-ordination and synchronised control of motion of multiple axes is a challenging problem, since the performance of each individual axis can be influenced by many factors. To overcome these problems, a fuzzy coupling co-ordinator design is proposed, that enables linguistic inference outputs to be added to each individual control loop in the multi-axis scheme. A detailed analysis of the fuzzy algorithm is presented. Due to its simple structure, and efficient operation the proposed scheme can address many of the problems arising in multiple-axis motion co-ordination.     

Position synchronization of multiple motion axes with adaptive coupling control

A new control approach to position synchronization of multiple motion axes is developed, by incorporating cross-coupling technology into adaptive control architecture. The control strategy is to stabilize position tracking of each axis while synchronizing its motion with other axes’ motions so that differential position errors amongst axes converge to zero. The proposed adaptive controller and parameter estimator employ coupling control by feeding back position errors and differential position errors, and have been realized to guarantee asymptotic convergence to zero of both position and synchronization errors. Simulations conducted on a multi-axis motion control system demonstrate the effectiveness of the method.     

A Synchronization Approach for the Minimization of Contouring Errors of CNC Machine Tools

This paper presents a synchronization control approach for the minimization of contouring errors of multi-axis CNC machine tools. The contouring errors are presented by the position synchronization errors that are defined as differential position errors between each axis and its adjacent ones. Using cross-coupling concept, a decentralized tracking controller is developed with feedback of both position and synchronization errors, formed with a combination of feedforward, feedback and a saturation control. It is proven that this controller can asymptotically stabilize both position and synchronization errors to zero. The proposed controller does not require significant use of the system dynamic models. Experiments performed on a multi-axis machine tool demonstrate improved performance especially in the contouring error minimization.     

基于微控制内核的开放式数控系统的研究与实现

提出了一种运行于WindowsNT平台,基于软件实现的开放式数控系统:MAGIC,该系统基于微控制内核-可装配命令解释器体系结构,可装配命令解释器完成对单个控制部件的控制抽象,借助微控制内核提供的对象并发运行机制及同步机制,多个命令解释器可实现I/O与轴之间的精确同步关系及复杂的多轴联动控制,通过使用统一解释器指令集可实现用一致的编程接口来控制抽象硬件。该数控系统已成功地在HRP系列快速成形机上应用。     

基于运动控制卡的控制系统的设计与实现

本文介绍了一个基于多轴运动控制卡的运动控制系统。该系统以工控计算机、通用操作系统、PCI-8134多轴运动控制卡及其功能库函数为平台,采用VC++开发的人机界面,实现了三轴(X,Y,Z轴)独立运动、各个轴的连续直线运动以及梯形加减速运动等功能。