学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于实时轮廓误差的直线电机XY平台轮廓控制研究

作　者: 杨琦
导　师: 王丽梅；孙宜标
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 直线电机 XY平台 交叉耦合控制 模糊控制 PDFF控制 迭代学习控制
分类号: TM359.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 61次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文针对直线电机驱动的XY数控加工平台系统易受加工工件参数影响,外部负载扰动和两个轴之间的动态区配问题,在单轴控制中,采用PDFF速度控制器,在X,Y轴之间加入基于模糊控制的速度调节器和迭代学习交叉耦合控制器,以提高直线电机XY平台系统的轮廓精度。首先,针对直线电机XY平台加工的特点和设计控制器的需要,分析各种加工轨迹的轮廓误差,建立了任意轨迹的实时轮廓误差模型。由于直线电机在加工过程中会受到各种不确定的外界干扰,所以设计了直线电机XY平台的单轴控制器,提出了以位置前馈控制器结合PDFF速度控制器的方法增强系统精度和鲁棒性,减小跟踪误差,间接减小轮廓误差。仿真结果表明,单纯的减小跟踪误差不能完全消除系统轮廓误差,而在系统加入扰动情况下,轮廓误差产生非常大的波动。然后,针对直线电机XY平台加工过程中进给率与加工精度存在的关系,即直线电机XY平台进给率较快时更容易产生较大轮廓误差,然而进给率也不能无限制降低,为了协调进给率和轮廓误差之间的矛盾,设计了基于模糊控制调节进给率的控制器,再结合单轴控制器共同减小系统轮廓误差。仿真结果表明,直线电机XY平台加工进给率调节器提高了系统轮廓精度,但是对一些外部扰动的抑制能力依然较弱,需要进一步改善控制策略,提高系统轮廓精度。最后,针对单轴控制器和速度调节器不能完全解决各种不确定性因素对系统的轮廓误差的影响,因此设计了基于前两种控制策略的迭代学习交叉耦合控制器,通过不断对X、Y轴控制器的电流环进行补偿,达到直接减小轮廓误差,并且克服各种不确定因素对系统的影响。仿真结果表明,单轴控制器,模糊控制进给率调节器与迭代学习交叉耦合控制策略综合使用能够有效提高直线电机XY平台的系统精度和鲁棒性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 直线电机XY平台系统研究意义  10-11
  1.2 直线电机XY平台发展概况与应用  11-13
    1.2.1 直线电机驱动技术发展概况与应用  11-12
    1.2.2 直线电机XY平台发展概况与应用  12-13
  1.3 直线电机XY平台控制方法  13-15
    1.3.1 直线电机XY平台单轴控制方法  13-14
    1.3.2 直线电机XY平台轮廓控制方法  14-15
  1.4 本文的主要研究内容  15-17
第二章 直线电机XY平台的数学模型与轮廓误差模型  17-27
  2.1 直线电机XY平台数学模型  17-21
    2.1.1 直线电机的结构与运行原理  17-19
    2.1.2 直线电机XY平台数学模型  19-21
  2.2 直线电机XY平台轮廓误差分析  21-22
  2.3 直线电机XY平台轮廓误差建模  22-26
    2.3.1 直线轨迹轮廓误差模型  22-23
    2.3.2 圆形轨迹轮廓误差模型  23
    2.3.3 任意轨迹的实时轮廓误差模型  23-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 直线电机XY平台单轴控制器设计  27-35
  3.1 直线电机XY平台的单轴控制器设计  27-31
    3.1.1 PDFF速度控制器设计  27-29
    3.1.2 位置控制器设计  29-31
  3.2 仿真与分析  31-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章 直线电机XY平台模糊控制进给率调节器设计  35-44
  4.1 直线电机XY加工平台加工进给率与轮廓误差之间关系  35
  4.2 模糊控制的基本概念及原理  35-36
  4.3 直线电机XY平台模糊进给率调节器设计  36-41
    4.3.1 模糊控制器结构的选择  36-37
    4.3.2 模糊化方法的确定  37-39
    4.3.3 确定清晰化过程  39-40
    4.3.4 直线电机XY平台模糊给率调节器结构  40-41
  4.4 仿真与分析  41-43
  4.5 本章小结  43-44
第五章 直线电机XY平台迭代学习交叉耦合控制器设计  44-53
  5.1 直线电机XY平台迭代学习控制器设计  44-47
  5.2 直线电机XY平台迭代学习交叉耦合控制器设计  47-49
  5.3 仿真与分析  49-51
  5.4 本章小结  51-53
第六章 结论  53-54
参考文献  54-57
在学研究成果  57-58
致谢  58

相似论文

  1. 电缆巡检车图像引导技术的研究,U469.6
  2. 基于数字滤波技术的直线电机伺服控制系统设计,TM359.4
  3. 模糊控制、神经网络在平面二级倒立摆中的应用,TP273.4
  4. 非线性变结构导引规律的研究,TJ765
  5. 自适应模糊控制算法研究及其实现,TP273.4
  6. 风光互补并网发电系统及最大功率点追踪,TM61
  7. 片状农业物料滚筒干燥控制系统研究,S226.6
  8. 聚合物片材加热过程的温度分布与控制技术研究,TQ320.6
  9. 一种多用途采摘机器人末端执行器的设计与研究,S24
  10. 板球系统的控制算法研究,TP13
  11. 矿用电动机软起动器实验装置设计,TM343.2
  12. 基于DSP的石材加工用摆式砂锯机电机节能控制器的研究与开发,TM343
  13. 中密度板纤维干燥系统与PLC控制系统设计,TP273
  14. 基于DSP的直线电机制冷控制器的研制,TM359.4
  15. 基于电流变阻尼器气浮工作台关键技术的研究,TB535.1
  16. 冷轧机乳化液系统的优化设计,TP273
  17. 司家营选矿厂磨矿分级过程研究及应用,TP29-A1
  18. 宁夏恒力含酸废水综合处理系统pH值控制技术研究,TP273
  19. 工业锅炉水位控制系统的研究,TP273
  20. 基于混合驱动智能仿生腿的设计与控制,TP242
  21. 基于模糊逻辑的智能交通信号控制方法及仿真研究,U491.54

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 特殊电机 > 直线电机
© 2012 www.xueweilunwen.com