数控转台回转送进系统动态伺服刚度的H∞鲁棒控制

数控转台用环形永磁力矩电动机回转送进系统采用直接驱动技术后，对负载转矩变化更为敏感，严重影响系统的动态伺服刚度，使系统的伺服性能大大降低。采用高级PDFF控制结构与H∞鲁棒控制理论相结合的方法，将动态刚度的最大化设计问题转化为H∞鲁棒控制的最小化设计问题来设计控制器。该控制器可以有效地抑制负载扰动对数控转台伺服系统的影响，使系统具有较强的鲁棒性，并获得良好的跟踪响应，在一定程度上解决了系统抗干扰性能与快速跟随性能之间的矛盾。仿真结果表明，与传统的PDFF控制器相比，所提出的基于高级PDFF控制框架的H∞控制器提供了更高的动态伺服刚度来抑制动态扰动。     

影响直接驱动数控转台伺服刚度的因素分析

文章以直接驱动数控转台伺服系统为研究对象,导出系统干扰输入引起的位置输出的传递函数模型,利用Matlab软件对干扰模型进行仿真,当控制系统各参数取值变化时,分析干扰模型Bode图的变化.通过bode图可以清晰的看到不同控制系统参数对系统伺服动刚度的影响规律,进而针对不同频率的外界扰动,有目标的调整特定控制系统参数可以提高系统伺服动刚度,从而改善伺服系统的性能,提高直接驱动数控转台系统的传动精度.     

基于T-S模糊模型直驱式数控转台系统L1次优控制

针对直接驱动数控转台伺服系统易受负载扰动和参数不确定性影响的特点,设计了基于T-S模糊模型的L1次优速度控制器.首先,使用T-S模糊模型来逼近直接驱动伺服系统的数学模型,基于求出的模糊模型来设计控制器.然后利用线性矩阵不等式(LMI)获得速度闭环模糊系统模型的L1范数上边界,将L1最优化控制问题转化成为次优化控制问题.最后通过线性矩阵不等式约束条件保证了系统的稳定性.仿真结果表明,所设计的L1次优速度控制器使直接驱动伺服系统对负载扰动和参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

基于Q参数优化的环形力矩电机多目标混合H2/H∞控制

数控转台用永磁环形力矩电机回转伺服系统采用直接驱动方式后,对负载扰动和参数变化更为敏感,使系统的伺服性能大大降低.采用H2和H∞结合的多目标控制方法,在保证系统动态性能的基础上,可以提高系统的鲁棒性和抗扰性能,以解决快速性和鲁棒性之间的矛盾.为此,采用Q参数优化方法设计多目标混合H2/H∞速度控制器,利用连续系统与离散系统解的一致性,将连续问题转化为离散问题求解.仿真结果表明,与传统H∞速度控制相比,所提出的多目标混合H2/H∞速度控制使永磁环形力矩电机伺服系统对负载扰动及参数变化具有更强的鲁棒性和快速性.     

直接驱动数控铣床双摆头研究

提出了力矩电动机直接驱动五轴联动数控铣床双摆头这一新型驱动技术的研究内容和研究思路.首先,研究力矩电机直接驱动双摆头系统的组成,进行机械结构设计;其次,研究该系统动态参数识别与系统建模;再其次,研究该系统的稳定性分析与参数优化;最后,研究该系统的动态性能与刚度.通过这些研究,能使双摆头取得高速响应、高精度、高动刚度、速度快、加减速过程短、噪声低、效率高的良好指标.     

复合A/C轴直接驱动伺服系统混合灵敏度l_1速度控制

复合A/C轴摆头直接驱动环形永磁力矩电机伺服系统易受负载扰动和参数不确定性的影响,使其伺服性能大大降低。文章提出采用l1控制策略设计环形永磁力矩电机速度控制器。以混合灵敏度函数的l1范数为性能指标,通过优化控制器来最小化最坏情况下干扰所引起的峰值误差使系统具有较强的抗干扰性,同时削弱模型不确定性对系统稳定性的影响。仿真结果表明,所设计的混合灵敏度l1速度控制器使复合A/C轴摆头直接驱动环形永磁力矩电机伺服系统对负载扰动及系统参数不确定性具有较强的鲁棒性。     

数控转台拉弯机PID控制模型的研究

介绍了转台拉弯机的工作原理及控制特点，研究了其力和位移的PID控制模型。根据各种工况条件，设计了力的变参数PID控制器，实现了力的精确控制。采用比例控制的方法，实现了液压缸的直线大位移快速准确定位。采用数据文件插补和在线插补两种方案，解决了拉弯机位移控制中任意曲线的插补问题，实现了任意曲线轨迹的精确控制。     

基于H∞反馈的直接驱动XY平台切向轮廓控制设计

为了提高XY平台的轮廓加工精度,在分析系统轮廓误差的基础上,提出将H∞速度反馈控制器和切向-轮廓控制器(TCC)相结合的控制策略.在速度环内采用H∞鲁棒控制理论设计反馈控制器,在具有模型摄动及外部干扰的情况下,保证了闭环系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,TCC使得XY平台之间的耦合作用消除,且轮廓控制器设计变得更加直接和简单.单轴系统采用IP(积分-比例)控制与速度前馈控制相结合的复合控制器.仿真结果表明所设计控制系统在保证具有较好的跟踪性能、鲁棒性能的同时轮廓精度大大提高.     

基于GA的直线伺服系统H∞优化控制的研究

针对永磁直线伺服系统存在的不确定性扰动,提出基于遗传算法(GA)的H∞混合灵敏度控制方法.根据永磁直线伺服系统的数学模型,对电流环采用PI控制,用根轨迹法来确定控制器的参数;以参考输入和扰动作为系统的输入向量,考虑系统对参考输入的跟踪和对扰动输入的抑制,将速度控制器设计归结为H∞混合灵敏度问题;在选择多个加权函数时,以性能指标作为相应的适应度函数,采用遗传算法选取加权函数,设计伺服系统的H∞优化控制器.对系统进行计算机仿真.仿真结果表明,用该方法设计的系统,其抑制扰动和跟踪给定信号的性能得到改善,满足高性能数控机床永磁直线伺服系统控制的要求.     

电液伺服试验机的QFT控制研究

由于电液伺服试验机系统内存在较强的时变特性和非线性,并且试件等负载特性经常变化,导致系统存在很大的参数不确定性.当被控系统的参数等特性发生变化时,采用固定参数的传统PID控制难以获得满意的控制效果,如果重新调整参数又极大地增加了控制操作的复杂性.为解决此问题,采用定量反馈理论(QFT)的控制器设计方案,对电液伺服试验机...     

基于PDFF的直线电机驱动XY平台H∞交叉耦合控制

XY平台直线伺服系统中,负载扰动、机械惯性及双轴响应速度不匹配会影响轮廓加工精度,为此提出了一种将PDFF及H∞交叉耦合控制相结合的控制策略.单轴速度控制器采用兼顾快速性和鲁棒性的PDFF控制,间接减小轮廓误差.并在X、Y轴间引入交叉耦合控制,将基于PDFF的XY平台交叉耦合控制框架等效为一反馈系统,采用H∞次优方法设计交叉耦合控制器,直接减小轮廓误差.仿真结果表明该控制方案可增强系统的鲁棒性,提高系统的快速性和轮廓加工精度.     

建筑物迁移工程中H∞控制的应用

建筑物迁移所采用的工程装备是电液比例控制的多驱动单元系统,并且由于建筑物迁移过程中工况复杂,存在各种不确定因素.据此,本文采用H∞控制策略,设计了同时抑制干扰和受控对象不确定性的H∞混合灵敏度控制器.通过对系统加入H∞控制器与LQG(线性二次高斯)控制器的阶跃、脉动、方波响应进行对比,结果证明H∞控制理论在建筑物迁移控制的应用,能够更好地实现跟踪,使建筑物迁移更加安全、平稳.     

直接驱动机器人关节的DSP控制

讨论了直接驱动机器人关节的DSP伺服控制的方法.首先根据已经设计好的机器人直接驱动关节建立一个驱动模型,然后选择合适的控制器和控制算法,建立一个以TMS320LF2407A为核心的DSP控制系统,实现了PWM波的产生,执行信号的采样和处理,机器人直接驱动关节转角位置的校正.为了检验已设计的伺服控制系统的功能参数,用MATLAB软件进行仿真,在考虑机械、电气性能的情况下实现对机器人直接驱动关节的伺服控制.     

基于伺服电机直接驱动的折弯机同步位置控制

提出了由交流伺服电机直接驱动的折弯机同步系统，讨论了实现两轴同步的模糊PID混合控制方法，在实际运用中取得了满意的效果。     

自由曲面数控加工的直接插补控制方法

提出了集成环境下自由度面数加工的直接插补控制方法。该方法可根据网络上传来的零件几何信息和加工工艺信息,直接生成曲面上的切削轨迹和刀具运动指令。     

基于定量反馈理论的数控进给控制器设计

首先介绍了定量反馈理论（QFT）及其发展,总结了QFT的设计特点、基本原理和设计过程。然后提出了QFT设计方法的几点说明。最后以一数控进给系统为例,采用了Q阿设计方法设计了数控进给控制器,计算和仿真结果表明定量反馈理论是一种设计数控进给控制器的有效方法。     

基于直接驱动技术的数控滚齿机同步运动控制研究

提出了研制基于直接驱动技术滚齿机的必要性;指出根据现代数控系统的性能,基于软件插补的主从式同步控制方法最适合于这样的滚齿机;本文介绍了这种控制方法的原理和信息处理程序流程,并进行了精度分析。     

基于模糊推理自校正控制的直接驱动进给系统稳定性分析

直线电机直接驱动进给系统是实现数控机床进给高速化的主要形式，但加工过程中切削力甚至运动部件质量的变化都是系统的干扰，易引起系统不稳定和定位精度下降。离线模糊推理、在线对控制系统实现自校正的控制方法能提高系统的抗干扰能力，并具有良好的实时性。为了研究系统的稳定性，本文介绍了这种基于模糊推理自校正控制的直接驱动进给系统稳定性分析方法，为同类系统设计提供理论参考。     

基于H∞控制器的阀控非对称缸位置伺服系统控制

以阀控非对称缸位置伺服系统为研究对象,建立其数学模型;针对负载突变及油液弹性模量变化提出了H∞鲁棒控制方法,从频域上分析了控制器对系统动态性能和稳态性能的影响。采用AMESim和MATLAB/Simulink搭建了阀控非对称缸位置伺服系统的联合仿真模型,对不同工况下控制器的跟踪精度及抗扰能力进行仿真研究。最后,通过油缸加载实验测试平台对仿真结果进行进一步验证。结果表明：所设计的H∞控制器提高了系统的快速性和鲁棒性,相比于PID控制下系统正弦响应结果,H∞控制器的最大跟踪误差在无负载工况下降低了48.8%,在负载突变工况下降低了56.25%;同时阶跃响应时间缩短了7.5%。     

基于观测器的机械手伺服系统非脆弱H∞控制

针对一类不确定时滞系统,考虑系统状态的不确定性和控制器的脆弱性,在系统的状态不能直接测量得到的情况下,设计基于状态观测器的不确定时滞系统的鲁棒非脆弱H_∞控制器。将其应用于机械手伺服系统轨迹跟踪控制仿真,通过对机械手角度、角速度等状态信息的观测跟踪,验证了状态观测器的有效性和鲁棒非脆弱H_∞控制的可行性。