数控机床中的运动轨迹伺服控制

数控机床联动伺服控制,从本质上看刀具相对工件运动的轨迹控制,即是轮廓控制问题。当今在已具有联动功能的CNC系统控制下,还需配置相应的高性能伺服控制器,才能在高速的条件下,完成对复杂曲面零件的高精度加工。本文对此进行了较详细的论述,并对今后的伺服研发工作提出了建议。     

双直线电机驱动的悬浮移动横梁同步控制技术的研究

在高精度直线伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差.本文分析了零相位误差跟踪控制算法的工作原理,证明了其控制效果的无差性.仿真结果表明,系统具有更宽的输人频率带宽,更低的输人输出幅度和相位误差,输出信号可十分精确地跟踪正弦和随机输人信号.对于数控伺服系统及其它具有快速响应和高精度性能要求的系统,ZPETC具有很好的控制效果和广泛的应用前景.     

PMSM伺服系统的转动惯量辨识和控制器参数优化

在永磁同步电动机(PMSM)驱动应用中,当负载转动惯量变化时,会对系统的伺服特性造成影响.为达到伺服系统高精度控制良好动、静态特性,需要相应地调整控制器的参数.文章采用模型参考自适应辨识(MRAI)法对系统的转动惯量进行在线估计,并用系统的稳态误差、转速和估计的转动惯量作为神经网络的输入,神经网络的输出用来调整PI控制器的比例增益和积分增益,实现了控制器参数的在线优化调整.仿真结果表明,所提出的方案是有效的,显著地改善了系统的伺服精度.     

基于重复控制器的双直线电动机伺服系统同步控制

在许多加工应用中,通常需在有限行程中作连续的周期运动,所以要考虑对周期性轨迹的跟踪和对周期性扰动的抑制.为此,文章针对双直线电动机的周期运动特性,在考虑跟踪性能和稳定性的基础上,采用主从控制和重复控制相结合的策略保证两电动机同步运动并且补偿了周期性误差.仿真结果表明,所提出的控制方案是十分有效的,既保证了双直线电动机的同步运动,又显著地减小了系统的跟踪误差,从而达到快速跟踪和稳定的目的.     

基于自抗扰控制器的交流直线永磁同步伺服电机速度控制系统

根据三相交流直线永磁同步伺服电机的非线性动态模型,采用自抗扰控制器的方法,对系统的内部扰动和外部扰动进行观测,并加以补偿.仿真结果表明,采用自抗扰控制器具有较好的动态性能以及对负载扰动、电动机参数变化都具有较好的鲁棒性.     

基于输入解耦的6DOF磁悬浮平台悬浮高度的H∞控制

介绍一种应用于半导体光刻、微型装配、纳米技术等领域的新型磁悬浮平台--六自由度(6DOF)磁悬浮平台.针对该平台的悬浮部分是一个具有参数摄动、输入耦合的复杂系统,提出一种先在输入解耦基础上,再对系统参数扰动采取H∞鲁棒控制方法,最后实现对位置、摆角的闭环控制,该方法易于工程实现和构成闭环系统.仿真结果表明此控制方案有较好的动态、静态特性及鲁棒性.     

数控机床多轴联动伺服电机的零相位自适应鲁棒交叉耦合控制

针对驱动多轴联动数控机床的高精度永磁同步电动机交流伺服系统,在分析系统轮廓误差的基础上,提出了将零相位误差跟踪控制器(zero phase error tracking controller,ZPETC)、自适应鲁棒控制器(adaptive robust controller,ARC)和交叉耦合控制器(cross coupling controller,CCC)相结合的控制策略。ZPETC提高了系统动态响应的快速性,消除系统的滞后现象,实现准确跟踪;ARC克服系统参数变化、负载扰动等不确定性因素的影响,增强系统的品质鲁棒性和稳定性;CCC用以消除各轴之间的增益参数和动态参数不匹配的影响。仿真分析表明所提出的控制方案有效,可提高零件的轮廓加工精度。     

辨识补偿技术在永磁直线同步电机伺服系统中的应用

针对抑制永磁体磁链谐波、电流时滞谐波所造成的推力纹波,提出了一种新型的在线辨识技术．然后,结合ＩＰ控制策略与传统的观测补偿技术,给出了一种高性能永磁直线同步电机（ＰＭＬＳＭ）速度伺服系统的设计方案．仿真实验表明,系统具有优良的伺服性能．     

基于数字前置滤波器优化的ZPETC在伺服跟踪控制中的应用

在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差.为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2-范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF),将此滤波器与ZPETC串联构造成新的前馈控制器.仿真结果表明,采用本文提出的优化设计方案,既补偿了相位误差,又改善了系统的增益性能,从而提高了系统的跟踪精度.     

基于观测器的无传感器凸装式永磁同步电机的控制

提出了一种基于观测器理论的永磁同步电机无传感器控制方法。文中转子位置通过对磁通的估计而获得，速度反馈信息则通过一个闭环状态观测器进行估计，整个控制策略由一片ＤＳＰ３２０Ｃ２５执行，通过一台２５ｋＷ的电机测试表明，该方法在稳态、暂态条件下均能获得较好的结果。