加工中心双直线电机自适应模糊滑模同步控制

针对龙门移动式加工中心X轴驱动过程中两套直线电机伺服系统的位置不同步问题,采用了自适应模糊滑模控制方法对两直线电机的位置和速度误差进行补偿,设计了自适应模糊滑模同步控制器.该同步补偿方法充分利用了滑模控制的快速响应及对被控对象变化不敏感的特性.在用模糊控制削弱了滑模的抖振的同时,设计一个自适应调节律来估计最优的调节量,以较小的控制量保证较好的跟踪性能,既保证了系统的稳定性又易于工程实现.通过Simulink仿真验证了该方法的可行性并与模糊滑模控制进行了比较,结果表明该方法提高了同步控制精度.     

基于PDFF双直线电机二阶滑模交叉耦合控制

针对龙门移动式镗铣床双直线电机同步进给控制问题,采用具有前馈的伪微分反馈（PDFF）控制框架来设计各轴子系统速度控制器,以提高系统的抗干扰能力和响应速度。同时,设计一个二阶滑模交叉耦合控制器,以解决双位置环系统输出端机械耦合、电机参数变化和外部扰动等不确定性因素对同步精度的影响。二阶滑模控制律采用超螺旋算法,它可以消除相对阶为1的变结构系统的抖振现象。仿真结果表明该控制方案具有很强的鲁棒性,在不对称负载的条件下能实现位移同步。     

双直线电机同步进给系统的同步误差分析与预测

为了实现龙门双驱的高速、高精度同步需求，搭建双直线电机龙门双驱伺服进给实验平台，对比分析倍福控制器在不同进给速度下双驱同步进给系统的同步误差变化，并分析了加速度、运动位置对同步误差的影响。将同步误差视为随机信号，利用快速傅里叶变换将同步误差的时域信号变换为频域信号，分析龙门双驱系统在不同进给速度下产生的同步误差的频率与幅值。基于速度-位置下同步误差的实验数据，利用正弦曲线拟合建立同步误差与速度-位置影响因素的数学模型，通过实验对比验证该模型对预测同步误差的有效性。     

数控龙门移动式高速镗铣床的直线同步进给传动

提出一种同步控制技术，将两个直线电机应用到龙门移动式高速镗铣床中，用直线电机带动龙门柱实现纵向进给，通过同步控制技术使两个龙门柱保持同步。本文在提出了设计思想之后，设计了应力补偿控制法，并给出具体实现手段，然后进行了仿真研究。     

直线电机在高速龙门五轴加工中心中的应用

介绍直线电机工作原理,阐述了与直线电机驱动相比传统滚珠丝杠副传动方式的优势。介绍直线电机进给驱动技术在高速龙门五轴加工中心的应用实例,提出使用直线电机存在的几点问题,指出直线电机进给驱动技术将是高速数控机床未来发展的方向。     

基于模糊自适应PID的双直线电机同步驱动系统控制

文章主要对龙门移动式镗铣加工中心同步传动不一致性问题进行研究,将模糊自适应PID控制方案应用于重型龙门移动式镗铣加工中心双直线电机驱动的轴间反馈回路,以抑制由不同步引起的不平衡扭矩.仿真研究结果表明,此种方案鲁棒性、快速性优良,动态过程同步误差小,能够较好地满足被控对象对高精度同步控制的要求.     

磁悬浮永磁直线电动机悬浮系统模糊 PID控制器的设计

为消除直线电动机驱动的数控机床进给系统的摩擦阻力,实现无摩擦进给,采用一种新型的磁悬浮永磁直线同步电动机,将矢量控制分别应用于两套绕组,可以实现推力与悬浮力的解耦,进而实现对电动机悬浮子系统的独立控制.针对悬浮子系统为非线性被控对象以及存在不确定性未知扰动的特性,设计模糊PID控制器,并将其应用到悬浮子系统位移环中,以满足悬浮系统控制高精度、高鲁棒性的要求.仿真结果表明:该控制器能起到良好的抗干扰作用,系统的跟踪误差小,可以保持悬浮系统的稳定性.     

永磁同步直线电机伺服系统负载扰动建模与抑制

针对直线电机伺服系统没有中间传动机构,负载扰动严重影响系统伺服性能这一问题,文章在建立永磁同步直线电机伺服系统负载扰动模型的基础上,提出了一种改进型的扰动补偿器与复合控制器相结合的扰动抑制方法.该方法采用在线扰动观测与补偿器来实时估计源于摩擦力、纹波推力等扰动并进行补偿,并且通过设置电流增益来改善扰动补偿器的动态性能,减少系统响应时间.速度环采用PI与重复控制相结合的复合控制方式,实现速度的精准控制.通过仿真验证,该扰动抑制方法不仅能减小系统的响应时间,而且提高了直线电机伺服系统的控制精度和鲁棒性.     

直线伺服系统动子质量辨识及μ综合控制器设计

针对高精度、微进给、超低速永磁同步直线伺服系统(PMSLS)易受负载扰动及参数变化影响的特点,采用H∞控制器设计方法与μ综合中的D-K迭代法相结合,设计了一个μ综合控制器.该控制器对负载扰动和参数不确定性更具鲁棒性.为了补偿摩擦力的扰动,进一步增强系统的鲁棒性,采用了基于模型参考自适应在线辨识动子质量.仿真结果表明,提出的该控制器满足超低速永磁同步直线伺服系统对鲁棒性和快速性的要求,系统的稳态精度有了很大的提高.     

龙门刨床自动进刀控制系统的设计

本文针对龙门刨床机械式进刀量控制机构的结构特点,采用PLC为主控制器,以变频器作为控制电源,结合变速箱传动机构,研制了一种龙门刨床刀架自动进给控制系统。实践表明该系统设计先进,操作方便,运行可靠,性价比高,可移植性强,可广泛应用于各种机床刀具进给系统的电气改造。     

磁悬浮永磁直线电动机悬浮系统H_∞鲁棒控制器的设计

为消除直线电动机驱动的数控机床进给系统的摩擦阻力,实现无摩擦进给,采用一种新型的磁悬浮永磁直线同步电动机,将矢量控制分别应用于两套绕组可以实现推力与悬浮力的解耦,进而可以对电动机的悬浮子系统进行独立控制。针对悬浮子系统为非线性被控对象,以及存在不确定性未知扰动的特性,对悬浮系统数学模型进行输入输出解耦线性化,通过设计H∞鲁棒控制器来满足悬浮系统控制高精度,高鲁棒性的要求。仿真结果表明,该控制器能起到良好的抗干扰作用,系统的跟踪误差小,可以保持悬浮系统的稳定性。     

直线电机进给驱动技术在数控机床上的应用

简述了直线电机工作原理及其驱动技术,并且举例说明了直线电机直接驱动与传统数控机床"旋转伺服电机+滚珠丝杠"的传动方式对比具有的巨大优势.介绍了直线电机进给驱动技术在数控机床上的几个应用实例,指出直线电机进给驱动技术将是高速数控机床未来发展的方向.     

数控强力旋压机的直线同步进给驱动控制

针对3D65CNC强力旋压机同步驱动过程中的两直线电机位置不同步的问题,采用变论域模糊PID控制方法对两永磁同步直线电机的位置误差进行补偿,设计了变论域模糊PID同步控制器。但单轴具有良好的伺服系统是双轴保持同步状态的重要前提,针对直线电机具有明显的非线性、不易对其进行精确的建模,采用无模型自适应控制和伪微分反馈(PDF)控制的方法对单轴直线电机进行控制。最后通过Simulink仿真证明该方案提高了同步控制的精度。     

直线电机进给系统伺服参数与控制参数设计

为了提高直线电机伺服系统的刚度特性和动态性能,减小直线电机的位置输出误差,实现对电机的高精度高速度的控制效果。对直线电机进给系统的控制响应特性进行了研究,建立了系统的传递函数模型,分析了伺服参数对于响应特性的影响,采用PID控制器对电机位置输出进行控制以减小电机位置输出误差,运用Matlab/Simulink进行系统建模和仿真分析,并通过遗传算法对PID 3个控制参数进行了整定,提高了系统的动态响应特性,取得了较好的控制效果。     

永磁同步直线电机的模糊PID控制及仿真试验

针对传统PID控制及模糊控制在永磁同步直线电机控制上的不足,建立永磁同步直线电机的数学模型,并设计模糊PID控制器用于控制直线电机的速度;通过Matlab对永磁同步直线电机控制系统进行仿真,比较传统PID速度控制与模糊PID速度控制的控制效果.结果表明,模糊PID控制效果优于传统PID控制.     

基于鲁棒补偿龙门移动镗铣加工中心模糊控制

针对加工中心高精度、微进给直线电机伺服系统的特点,首先设计了鲁棒补偿器补偿直线伺服系统低速时参数变化、摩擦扰动以及非线性等不确定因素.然后,对双直线同步驱动系统采用模糊协调同步控制策略.通过设计的两通道间模糊协调控制器的调节作用,进一步克服了双直线电机伺服系统位置输出的偏差,以实现同步的目的.仿真结果表明,所提出的这种复合同步控制策略具有较高的同步精度,鲁棒性强,可以满足对加工中心对低速时同步的要求.     

面向IC封装的龙门运动平台同步控制算法

基于永磁直线电机(PMLM)的龙门式运动平台广泛应用于芯片封装领域,但由于两PMLM间存在横梁机械耦合,因此较难实现系统的快速响应和精准同步。以龙门运动平台为研究对象,设计三环闭合控制回路后,提出一种基于模糊前馈的控制策略,同时辅以交叉耦合同步控制器,实现系统的快速同步性能。对传统PID同步控制和基于模糊前馈的同步控制算法进行对比分析,仿真结果表明：模糊前馈控制阶跃响应的上升时间为485 ms, 比传统PID控制缩短了65%;交叉耦合同步算法在保证定位精度的同时,使得系统具有良好的同步跟随性能和较强的抗干扰能力,基本满足芯片封装高速高精度的要求。     

直线电机进给系统摩擦自适应补偿控制

为消除非线性摩擦干扰对直线电机进给系统定位精度的不利影响,提出一种基于LuGre摩擦模型的自适应补偿控制方法。建立直线电机进给系统的动力学方程,并在系统建模中引入基于自适应因子的改进LuGre模型;采用反步设计法的思想,利用李雅普诺夫第二法推导了自适应控制律;最后进行了半物理仿真实验。仿真结果表明:该自适应控制器应用于直线电机进给系统的摩擦补偿是可行的,有效提高了系统的位移定位精度和速度跟踪精度。     

永磁直线电机驱动XY平台精密轮廓跟踪控制

为了减少高速进给率条件下轮廓跟踪过程中产生的轮廓误差,提出了一种将PDFF位置控制器与模糊交叉耦合控制器相结合的控制策略。首先,通过调节前馈增益,PDFF位置控制器可以综合利用PDF控制和PI控制的优点;其次,基于自由曲线轮廓误差模型来计算轮廓误差,并且提出一种以两轴的位置跟踪误差以及轮廓误差为输入的模糊交叉耦合器来减少轮廓跟踪过程中产生的轮廓误差;最后,空载与负载实验结果表明,与传统的交叉耦合结构相比,该方法在高速进给率条件下可以有效降低XY平台的轮廓误差,并且可以提高轮廓跟踪系统的鲁棒性。     

零传动机床高速直线数控进给单元的速度与加速度特性研究

高速直线进给单元是零传动机床的重要组成部分,文章介绍了GD-3直线电机高速数控进给单元的基本结构和组成特点,分析了这种新型进给单元控制系统的特点,并对其速度、加速度和位移精度进行了实验研究,结果表明,它的最大进给速度可达到80m/min,其加(减)速度可达到16.8m/s2,定位精度可达到0.004mm,并且运动过程平稳.