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双轴运动平台上的连续轨迹控制

作　者: 杨江照
导　师: 李泽湘
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 运动控制轨迹跟踪轮廓误差二自由度控制器交叉耦合控制
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 300次
引　用: 3次
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内容摘要

工业上广泛应用的连续轨迹控制,其主要目的是减少跟踪过程中的轮廓误差。该轮廓误差为实际跟踪轨迹与期望跟踪轨迹的最短距离。本论文介绍了一种减少轮廓误差的控制方法。该控制方法不仅考虑了单轴的独立跟踪,还分析了双轴的耦合联动。在完成了实际系统的模型分析和系统辨析并获得系统的数学模型以后,根据期望系统模型的具体要求,设计了二自由度控制器并以此作为单轴跟踪的控制器。文中采用极点配置的方法来建立该控制率。在单轴稳定控制的基础上,本文采用交叉耦合控制方法来实现双轴的耦合联动控制。为确定交叉耦合控制机构中的结构参数,通过在期望跟踪轨迹上建立一个移动坐标架,文中给出了一种计算轮廓误差的近似实时算法。轮廓误差传递函数为耦合控制的分析供了依据。此外,文中提出了一种基于通用控制系统架构的稳定性分析方法。该方法将复杂的交叉耦合控制系统的稳定性分析转化为一个简单的反馈系统的稳定性分析。最后,基于所设计的控制策略,进行了系统仿真和实际系统实验。在仿真和实验中,以不同的诱导速度分别跟踪了恒曲率轨迹和变曲率轨迹,并作了相应的比较。

全文目录

Abstract  4-5
摘要  5-6
Acknowledgements  6-9
List of Figures  9-11
List of Tables  11-12
Chapter 1 Introduction  12-19
  1.1 Background and Previous Work  12-16
  1.2 Setup of the Experiment System  16-18
  1.3 Outline  18-19
Chapter 2 Mathematical Preliminaries  19-27
  2.1 Least-Squares Estimation  19-21
  2.2 Solutions to the Diophantine Equation  21-23
  2.3 Geometry for Coordinates  23-26
  2.4 Summary  26-27
Chapter 3 Modeling and Identification  27-33
  3.1 Mathematical Model Analysis  27-29
  3.2 System Identification  29-32
  3.3 Summary  32-33
Chapter 4 Contour Tracking Control  33-54
  4.1 Individual Axis Tracking  33-42
    4.1.1 Pole Placement Approach  34-38
    4.1.2 2DOF Controller Design  38-42
  4.2 Multi-Axis Contour Following Control  42-52
    4.2.1 Contour Errors  43-46
    4.2.2 Stability Analysis of the Coupled Control System  46-50
    4.2.3 Cross-Coupling Controller Design  50-52
  4.3 Summary  52-54
Chapter 5 Simulation and Experiment Results  54-66
  5.1 Simulation Results  54-62
    5.1.1 Simulations with 2DOF Controller  54-60
    5.1.2 Simulations with Cross-Coupling Controller  60-62
  5.2 Experiment Results  62-65
  5.3 Summary  65-66
Chapter 6 Conclusions  66-70
  6.1 Conclusions  66-68
  6.2 Further Work  68-70
Appendix A  70-73
Appendix B  73-74
References  74-78

双轴运动平台上的连续轨迹控制

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