基于PQ法的光刻机工件台粗精控制系统设计

为提高步进扫描光刻机工件台控制系统的带宽,采用双输入单输出的粗精控制结构。精动机构实现高精度高响应速度的小行程运动,粗动机构实现低精度的慢速大行程运动。利用PQ法将双输入单输出系统分解为两个平行的单输入单输出系统,分别设计粗动控制器和精动控制器来调整粗动机构和精动机构对偏差信号不同频率分量的响应程度,最后设计一个闭环控制器以保证整个控制系统的稳定性和动态特性。S-曲线仿真说明在扫描过程中,系统可以保证扫描速度的平稳性并具有良好的动态特性;正弦信号仿真验证了粗动机构和精动机构对输入信号不同频率分量的响应效果。     

采煤机高精度轨迹跟踪控制系统数字模型设计

通过分析应用煤岩识别技术,搭建出采煤机高精度轨迹跟踪控制系统的数学模型,对采煤机运行轨迹进行感知,并通过控制采煤机运行轨迹以及采煤机滚筒的割煤轨迹,实现采煤机自动割煤以及滚筒自动调高技术。分析表明,该系统具有较高的可操作性。     

数控机床的高速高精度轨迹控制技术

采用高频高分辨率采样插补生成刀具运动轨迹，和通过新型全闭环位置控制保证希望轨迹的准确实现，并以数字化信息传递实现系统的有效集成，由此构成的高速高精度轨迹控制系统已在多种国产数控机床上进行了应用，取得了良好效果。     

高速高精度数控机床的轨迹控制

介绍了以高频高分辨率采样插补生成刀具运动轨迹，通过新型转角一线位移双位置闭环控制保证轨迹具有所希望的精度，并以信息化轨迹校正消除机械误差和干扰对轨迹精度的影响，从而保证机床长期高精度运行。     

电火花线切割高精度补偿控制系统

通过对电火花数控系统的革新，建立一个附加的补偿系统，该补偿系统能够对机床导轨的轨迹误差和传动系统误差进行补偿，建立一个模拟的理想坐标格栅，此坐标格栅作为机床的工作参照坐标，使机床的加工精度得到大幅度的提高。对补偿系统的定期校验则可以弥补机床磨损造成的精度降低，使线切割机床的高精度工作寿命得到延长。     

叠层平面圆环的振动行为

为了研究叠层平面圆环的振动行为和叠层对其振动影响,用有限元法对系列均质平面圆环进行振动分析以获得试验比较参照,对系列均质圆环和不同夹紧压力下的系列叠层圆环进行大量试验。理论分析和试验结果表明,叠层平面圆环的振动行为是由组成该叠层圆环的单片圆环的振动行为所支配,但叠层对圆环的振动有着重要影响,且这种影响与模态类型、夹紧压力和叠层层数有很大关系。随着叠层层数和夹紧力的增加,圆环纵向振动模态将很快消失,而平面模态得以保留并支配叠层平面圆环的振动。     

高精度智能相机光电跟踪控制系统的研制

主要研究空间光通信中光束抖动的跟踪控制,建立了以可开窗口高帧频CMOS相机和大规模FPGA芯片为核心的全功能camera link光束跟踪控制硬件平台.并在FPGA芯片中嵌入实现了全部跟踪控制算法,包括图像处理中将二元线性插值结合重心算法实现光斑的高精度定位,以及流水线并行运算的模糊增益自调整PID跟踪控制的状态机等.实验结果表明系统实时性强,算法的时间开销很小,光斑的定位精度高,跟踪带宽达到200 Hz以上,低频时跟踪精度约为2 μrad,实现了光束抖动的高带宽高精度的跟踪控制.     

叠层方式影响叠层构件大螺距螺旋铣孔研究

研究了叠层方式对大螺距螺旋铣孔航空叠层构件制孔质量的影响。通过对叠层方式影响大螺距螺旋铣削CFRP/Ti6Al4V叠层构件的简要分析,制定了叠层次序和叠层夹紧两种优化方案,并进行了相应制孔试验。分析发现,大螺距螺旋铣削CFRP/Ti6Al4V叠层构件应优选CFRP侧切入,若必须从Ti6Al4V切入时,则应选取传统钻削。层间夹紧既改善了CFRP/Ti6Al4V贴合面处孔径精度和孔口缺陷,也能避免了层间缝隙残留切屑,明显优于叠层未采取夹紧时的加工结果。研究成果为合理制定CFRP/Ti6Al4V叠层构件一体化制孔工艺和结构设计提供了参考。     

基于PLC的叠层仓库定位控制

本文介绍了一种用PLC对叠层仓库的定位控制问题，其控制部分采用SIEMENS的S7-200系列PLC。利用PLC多个脉冲串PTO(多段管线)输出指令，可以很方便地控制步进电机实现对叠层仓库的定位控制。其编程简单，开发周期短，硬件工作量小，对于单轴、双轴运动控制也有参考价值。     

多缸同步提升电液系统建模和控制

针对多缸同步提升电液系统,在分析系统运动的数学模型和液压缸的冗余性问题后,提出一种具有二级的非线性系统控制器。该控制器的外环级采用线性多输入多输出系统的定量反馈控制理论和冗余性分析策略,以获得多缸同步运动所需的各缸期望负载压力；内环级由n个基于扰动观测的单输入单输出液压缸非线性负载压力控制器组成,用于在有扰动情况下实现对每个提升缸期望负载压力的精确跟踪控制。以四缸同步提升系统为实例的运行结果表明,该控制策略可以有效地实现多缸运动同步控制。     

双离合器式自动变速器控制系统的关键技术

从离合器起步时的动力学模型、离合器接合速度的控制策略及离合器执行机构的跟踪品质三个方面,总结双离合器式自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)起步控制技术的发展现状,提出进一步优化DCT起步性能的途径.将目前的换挡规律分别归纳为基于经验、基于约束条件、智能修正和综合智能四种类型,总结各种换挡规律的应用现状,提出进一步完善综合智能换挡体系的方法.总结改善DCT换挡品质的研究成果,提出进一步提高换挡品质的方法.总结数字仿真在DCT研发中的应用现状,分析半实物仿真在DCT控制系统研发中的应用方法.     

数字阀的分级控制及非线性

作为数字阀电—机械转换器的步进电动机,在连续跟踪控制下由于驱动其转子旋转的电流为正弦波电流,因此阀的输入—输出特性表现出某种重复特征,该重复特征称为数字阀的分级控制特性。由于步进电动机的磁路存在磁饱和与磁滞,因此在数字阀输入—输出关系上表现为波动和滞环等非线性。为了分析数字阀的非线性,采用正弦波曲线模拟磁路的饱和与磁滞非线性;建立数字阀输入—输出特性的支配方程构建数字阀输入—输出理论模型;设计试验装置实际测量数字阀分级控制的非线性指标,并验证理论结果的正确性。理论及试验结果表明数字阀的非线性度、滞环及分辨率等指标与分级控制的级数成反比。据此,增大数字阀的分级数是减小其非线性、提高控制精度的有效途径。     

高速机车悬架系统磁流变阻尼器试验建模与半主动控制

针对磁流变阻尼器的高速机车横向半主动悬架系统,设计并制作了一个剪切阀式磁流变阻尼器,在液压伺服试验机上对磁流变阻尼器的阻尼特性进行了试验研究;提出了一种修正的Bouc-Wen模型,并用优化方法确定了模型的参数:建立了采用磁流变阻尼器的高速机车横向半主动悬架系统模型,运用中心流形定理分析了半主动悬架系统的稳定性;提出了一种半主动控制策略,仿真验证了采用磁流变阻尼器的高速机车横向半主动悬架系统的有效性。     

基于最少拍无波纹的零相位误差跟踪控制在精密直线位移装置中的应用

为使精密直线位移装置控制系统的输出响应能够准确而且快速地跟踪输入指令,同时消除由直接驱动带来的负载扰动、切削力波动等因素对系统性能造成的不利影响,针对用于非圆截面零件数控车削的精密直线位移系统,提出一种基于最少拍无波纹控制的零相位误差跟踪控制(Zero phase error tracking control,ZPETC)方案.该方案既能消除不稳定零点导致的系统相位误差,又能提高系统的响应速度.仿真结果表明,基于最少拍无波纹控制的ZPETC方法,有效地改善系统的跟踪性能.系统对于正弦信号的稳态跟踪误差可以达到±0.5 μm,其阶跃响应准确且速度快.与一般精密直线位移装置的控制方法相比,此方法能提高系统的跟踪精度,同时具有良好的抗干扰能力,具有广泛的应用前景.     

柔性宏刚性微空间机器人末端连续轨迹跟踪控制研究

对一类柔性宏刚性微结构的空间机器人系统进行了运动学和动力学建模,介绍了采用微机械臂快速精确运动来补偿宏机械臂由于弹性形变和振动产生的末端误差的设计方案,并对此进行了简化。在此基础上设计了两种控制方案。一种是对宏机械臂和微机械臂都采用PD(比例微分)反馈控制,另一种是宏机械臂采用PD控制而微机械臂采用滑模变结构控制。最后进行了仿真试验,比较了两种控制方案的不同控制效果,并得出补偿算法是有效的,且滑模变结构控制在该试验中优于PD控制的结论。     

STUDY ON SENSOR-BASED CONTROL METHOD FOR HARMONIC DRIVE SYSTEM

0 INTRODUCTIONHarmonic drive is a type Of gear mechanism that is very popular for use in robots due to the compactsize, light--weight, high ratio tol'qUe transmission and almost zero backlash, high precision, smoothrunning, lOw noise, capable of transmission in hermetically sealed space.However, harmonic drivesystems suffer from high flexibility, resonance vibration, friction and structural daXnping non-linearit y[ I '2].Therefore, medel-based control, including the feed-fO~ control, co…     

通过直线伺服鲁棒跟踪控制方法提高轮廓加工精度

为了减小零件加工的轮廓误差,提出了一种采用直线伺服驱动的零相位跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器 (DOB)相结合的鲁棒跟踪控制策略。零相位误差跟踪控制器作为前馈跟踪控制器,提高了快速性,使系统实现准确跟踪;基于干扰观测器的鲁棒反馈控制器补偿了外部扰动、未建模动态、系统参数变化和机械非线性等不确定因素,并根据预测到的干扰信息对各轴进行补偿以消除干扰对系统的影响,从而保证了系统的强鲁棒性能。仿真结果表明所提出的控制方案是有效的,既能实现完好跟踪,又有较强的鲁棒性能,从而提高了轮廓加工精度。     

直线电动机驱动3-DOF磁浮平台推力解耦控制

介绍一种新型的磁悬浮平台,应用多变量非线性的逆系统理论,对直线电动机驱动的磁悬浮平台这一多变量、非线性和强耦合的对象通过状态反馈线性化实现动态解耦控制,使其成为三个子系统。同时借助干扰观测器对扰动实现完全抑制。仿真结果表明,这种控制方案有良好的动态、静态特性和鲁棒性。     

TRAJECTORY GENERATION AND CONTROL FOR NON-CIRCULAR CNC TURNING

A trajectory generation method which is based on NURBS interpolation is studied to improve the fitting accuracy and smoothness of non-circular cross section and obtain higher accuracy of the final non-circular profile control. After using the NURBS, the most optimized and smooth trajectory for the linear actuator can be obtained. For the purpose of machining the non-circular cross section by CNC turning, the fast response linear actuator has been used. The control algorithm which is compound control of proportional-integral-differential （PID） and iterative learning control has been developed for non-circular profile generation. By using the NURBS interpolation and the compound control of PID and iterative learning control, the final motion accuracy of linear actuator has been improved, therefore, the machining accuracy of the non-circular turning can be improved.