基于ZPETC-FF和DOB的精密运动平台控制

光刻机的工件台和掩模台采用长行程直线电机宏动跟随平面电机高精密微动的复合运动方式,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位. 为减小平面电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机精密运动平台的跟踪精度. 提出一种零相位误差跟踪控制器加前馈(ZPETC-FF)和干扰观测器(DOB)相结合的复合控制方法,以提高直线电机宏动精密运动平台的运动精度. ZPETC-FF作为前馈跟踪控制器,有效提高了系统带宽和跟踪性能,减小了系统的动态跟踪误差;DOB作为鲁棒反馈控制器,补偿了外部扰动、未建模动态和系统参数摄动等,有效提高了系统的抗干扰能力. 实验表明,所提出的控制方法与传统的控制方法相比,不仅提高了系统的动态跟踪性能,而且还具有更强的抗干扰能力.     

迭代学习PMLSM跟踪控制

在具有重复运动轨迹跟踪系统中,为了抑制永磁同步直线电机系统模型的不确定性、外部扰动,提高跟踪精度,提出用前馈-反馈结构来控制PMLSM的运动过程。重复迭代学习前馈控制可以提高系统轨迹跟踪性能,而IP反馈控制对参数变化和外部扰动有很好的抑制作用,提高系统的稳定性。Matlab仿真结果验证了方法的有效性。     

基于动力学干扰力前馈的液压Stewart平台μ综合控制

针对液压Stewart平台存在的动力学耦合强干扰力及液压系统参数不确定性严重影响轨迹跟踪精度的问题,提出了一种基于动力学干扰力前馈的综合控制方案。基于Stewart平台关节空间的逆动力学模型,建立了驱动分支的频域控制模型和动力学干扰力模型,并根据结构不变性原理将动力学干扰力前馈补偿。为提高系统的鲁棒性以及对未建模干扰力的抑制能力,在闭环控制中采用μ综合鲁棒控制器。试验结果验证了该方案的有效性。     

一种新型太阳能跟踪系统的研究

从提高光伏发电的输出功率出发,提出了一种新型的太阳能跟踪系统.系统以DSPTMS320LF2407A为太阳能跟踪系统的核心,以混合式步进电动机为执行机构,实现水平-俯仰双轴驱动控制.同时,为了提高定位精度,采用正弦波细分驱动技术实现了混合式步进电机的精确定位.实验结果表明,系统运行稳定,与国内同类产品相比较具有较高的实用价值.     

H型精密运动平台交叉耦合模糊PID同步控制

针对双直线电机驱动的H型精密运动平台由于永磁直线同步电机参数变化和扰动等不确定因素致使两边的运动不同步问题,提出一种交叉耦合模糊PID控制方法.在单轴中采用模糊PID控制作为位置控制器,速度控制器用普通的PI控制,以保证单轴跟踪精度;双轴间引入交叉耦合控制方法,消除双电机之间存在的机械耦合,进而减小了双轴间的位置同步误差.结果表明,将交叉耦合与模糊PID相结合的控制方法能够使H型精密运动平台的同步误差收敛于零,并且使系统具有较好的跟踪性能与鲁棒性.     

基于动态滑模的微定位平台轨迹跟踪控制

音圈电机驱动的微定位平台作为高精密度运动平台,被广泛应用于精密加工、微机电等领域.针对音圈电机驱动的微定位平台的高精度平稳跟踪控制问题,结合归一法和理论建模的参数建立具有参数不确定性的二阶微分方程数学模型,以柔性机构实际位移作为输入,平台控制率作输出;鉴于模型参数不确定的特点,通过建立误差的二阶滑模面,提出基于动态滑模的微定位平台跟踪控制,通过李雅普诺夫稳定性理论获得系统稳定的结论.通过平台试验对比分析提出的控制算法,结果表明提出的动态滑模控制算法在保证较小抖振的前提下,都能完成轨迹跟踪,跟踪精度比传统滑模提高13.4%和4%,且跟踪更平稳,具有良好的工程前景.     

太阳能电池板自动追光控制系统设计

为实现太阳能供电,介绍了一种太阳自动追踪系统．该系统采用视日运动跟踪与寻求最大功率点相结合的方法,控制太阳能转换利用装置自动旋转去对准太阳,能有效提高太阳能的吸收率．该系统采用单片机作为控制器,小型太阳能电池作为传感器,步进电机作为执行机构．对于各种利用太阳能作为能源的自动装置而言．这种自动追踪系统具有一定的实用价值．     

光刻机工件台宏微电机的非线性复合控制

针对光刻机工件台长行程直线电机宏动和平面电机高精密微动的耦合运动特点,提出一种宏动跟踪微动的变增益非线性复合控制方法,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位。宏动长行程直线电机采用零相位跟踪前馈控制和双环控制,实现系统无静差跟踪加速度指令;利用扩张状态观测器观测宏动系统的动态变化,补偿系统中的耦合推力和其他扰动;微动平面电机采用变增益非线性控制,根据系统误差幅值的大小,动态的改变控制器增益,以大增益抑制系统加减速时的低频大幅值误差,以小增益避免系统匀速运动时高频噪声的引入。实现系统稳定时间小于30 ms,跟踪误差小于20 nm的跟踪,实验结果表明:该方法可改善系统的动态性能和抗干扰能力,减小系统稳定时间,提高系统的跟踪精度。     

微型汽车ACS直流电机调速系统设计

自动离合器(ACS)可以安装在各种手动挡汽车上,特别适用于拥挤堵塞的城市路况.电机驱动式自动离合器通过控制器控制电机旋转,电机驱动执行机构使其自动按照离合器的分离与接合规律进行动作.通过分析自动离合器执行机构的原理和结构,完成了基于BTS7960的H桥驱动的电机调速系统的硬件电路设计和PID控制算法的实现,实验验证了调速系统的合理性.     

直接驱动XY平台的零相位自适应鲁棒控制

为了提高直接驱动XY平台的跟踪性能,提出了将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)与自适应鲁棒控制器(ARC)相结合的控制策略对跟踪误差进行控制,并且采用基于时间序列预测技术的轮廓误差实时补偿方法对两轴运动进行协调控制.ZPETC作为前馈跟踪控制器,可以有效提高系统带宽及跟踪性能,使位置能够无静差地跟踪二阶指令输入;ARC能够克服系统参数变化、负载扰动等不确定性,增强系统的稳定性与鲁棒性;采用基于时间序列预测技术的轮廓误差实时补偿方法能够动态控制插补过程,以有效减小轮廓误差.仿真结果表明,所提出的控制方案具有良好的跟踪性和鲁棒性,可以有效提高跟踪精度和轮廓精度.     

一类欠驱动机械系统的虚约束动态伺服控制

为了克服欠驱动机械系统无法对任意点和轨迹进行跟踪的缺点,扩大欠驱动机械系统应用领域,研究一类欠驱动机械系统的动态伺服控制问题,动态伺服控制通过规划和跟踪特定轨迹来实现任意位形空间点的瞬时可达.采用虚约束方法来规划动态伺服轨迹,通过构造自由度之间的约束关系,并对约束作用下系统零动态进行分析,可以方便获得符合系统特性的周期轨道;利用虚约束函数与轨道函数之间的内在联系,基于Lyapunov稳定性理论设计轨迹跟踪控制器.最后,在Acrobot实物平台上进行了实验,实验结果证明轨迹规划方法和控制方法的有效性.     

基于力矩电机的复合材料缠绕机构张力控制系统

介绍了一个复合材料缠绕机构的张力控制系统,该系统研究了一种新的执行机构一力矩电机的工作特性和驱动电路,采用电阻应变式张力传感器结合三辊式结构测定张力,以力矩电机为执行机构,利用单片机实现对张力的PID控制,实验结果表明,该系统在各种缠绕过程中都具有较好的控制效果和鲁棒性。     

旋转型行波超声电机的模糊预测控制

利用模糊预测控制对旋转型行波超声电机的速度控制进行了研究。使用预测输出,在线辨识电机参数,通过模糊控制器完成对参考信号的跟踪。仿真结果表明控制器有效,跟踪性能良好。     

永磁直线电机扰动力的在线辨识与补偿

研究双永磁直线电机（PMLM）同步控制系统.根据系统阶跃响应分析扰动力的动态特征,获取扰动力的波动频率.提出系统参数的在线辨识算法,并运用前馈补偿来减小扰动力对系统同步性能的影响.仿真结果表明：该控制方法能显著减少系统电机之间的同步误差,进而提高系统的鲁棒性.     

预测前馈补偿在0.1 um光刻机硅片台长行程电机控制中的应用

0.1 um光刻机硅片台在扫描曝光过程中要求纳米级的轨迹精度,采用直线电机承担大行程粗动控制和洛沦磁电机承担高精度微动控制的复合运动能满足要求.为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的位置控制精度.介绍了高精度永磁直线交流同步电机的IP位置控制算法,提出采用最优预测前馈补偿,提高实时跟踪性能,增强抗干扰能力,以满足直线电机的高速度高精度位置控制要求.     

主动式电子节气门控制系统

针对传统机械式节气门控制的缺陷问题,设计了一种基于霍尔角度传感器的非接触式主动电子节气门结构,采用混合前馈和PID反馈的控制算法控制节气门开度。以MC9S12系列MCU为主芯片,使用AS5045霍尔角度传感器和飞思卡尔MC33931作为电机驱动桥芯片,建立主动式电子节气门的硬件电路并进行实验验证。实物在环实验结果表明:该主动式电子节气门系统的响应速度、控制精度以及抗扰动性都能达到满意效果,从而验证了该主动式电子节气门系统的可行性。     

基于电阻在线估计的电动助力转向感应电机控制

针对电动助力转向系统中感应电机的力矩控制精度和响应速度问题,建立了电动助力转向系统数学模型,分析了在应用同步坐标系下的电流模型进行磁链观测时,电机转子电阻变化对力矩控制精度的影响。采用前馈反馈综合控制和电阻在线辨识的方法对感应电机的电流跟随速度和力矩控制精度进行改善。通过仿真表明,该方法可以显著提高电动助力转向系统中感应电机力矩控制的响应速度和控制精度。     

MTS-1卫星跟踪及成像像质检测运动靶标系统

正运动靶标模拟器主要模拟空间飞行的点、面目标,用于调试和检测卫星跟踪转台对点目标的捕获、跟踪能力和对面目标的动态成像能力。它是一个由旋转电机带动的平行光管,平行光管发出的平行光可以模拟空中飞行的目标,通过改变电机的转速,实现对不同运动目标的模拟,引导成像系统跟踪该运动目标,从而实现对跟踪成像系统的检测。运动靶标是一套     

MTS-1卫星跟踪及成像像质检测运动靶标系统

正运动靶标模拟器主要模拟空间飞行的点、面目标,用于调试和检测卫星跟踪转台对点目标的捕获、跟踪能力和对面目标的动态成像能力。它是一个由旋转电机带动的平行光管,平行光管发出的平行光可以模拟空中飞行的目标,通过改变电机的转速,实现对不同运动目标的模拟,引导成像系统跟踪该运动目标,从而实现对跟踪成像系统的检测。运动靶标是一套光机电集成系统,     

MTS-1卫星跟踪及成像像质检测运动靶标系统

<正>运动靶标模拟器主要模拟空间飞行的点、面目标,用于调试和检测卫星跟踪转台对点目标的捕获、跟踪能力和对面目标的动态成像能力。它是一个由旋转电机带动的平行光管,平行光管发出的平行光可以模拟空中飞行的目标,通过改变电机的转速,实现对不同运动目标的模拟,引导成像系统跟踪该运动目标,从而实现对跟踪成像系统的检测。运动靶标是一套