基于插入型重复控制器的直线伺服系统设计.pdf

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1、2012年12月机床与液压Dec．2012第40卷第23期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．23．022基于插入型重复控制器的直线伺服系统设计赵希梅，孙显峰，高君(沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：针对数控机床要达到高速高精度切削的要求，在实际加工中，常需在有限行程中作连续性的周期运动，这就要求对周期性轨迹具有跟踪能力和对周期性扰动具有抑制能力。直线伺服控制系统的基本要求是控制器的设计应有调节能力。分析直线电机伺服控制系统的

2、周期运动特性，利用重复控制理论设计了一种具有实用性的插入型重复控制器，以消除周期性参考输入的稳态跟踪误差。并对直线伺服电机驱动的凸轮加工中心进行了仿真研究，结果表明：所提出的控制方案是有效的，大大提高了系统跟踪精度。关键词：周期信号；直线伺服系统；插入型重复控制器；跟踪误差中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)23—083～3DesignofLinearServoSystemBasedonPlug-inTypeRepetitiveControllerZHA0Ximei，SUNXianfeng。GAOJun

3、(SchoolofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，ShenyangLiaoningl10870，China)Abstract：Fortherequirementsofhighspeedandhighprecisioninnumericalcontrolmachinetool，inpracticalmachiningprocess，continuousperiodicmotionneedbeoperatedgenerallyinthefinitedistance．Trac

4、kingofaperiodictrajectoryandrejectionofaperiodicdisturbancearerequired．Thebasicrequirementofthelinearservocontrolsystemisthatthecontrollerwithregulationabilityisdesigned．Analyzingtheperiodicmotioncharacteristicofthelinearmotorservosystem，aplug—intyperepetitivecontrollerwith

5、practicalitywasdesignedaccordingtotherepetitivecontroltheory．Thesteady—stateerrorsforperiodicalreferenceinputscouldbee-liminated．Forcammachiningdrivenbythelinearservomotor，thesimulationswereperformed．Theresultsshowtheproposedcon—trolschemeiseffective．Thetrackingprecisionoft

6、hesystemisenhancedgreatly．Keywords：Periodicsignal；Linearservocontrolsystem；Plug—intyperepetitivecontroller；Trackingeror数控机床要达到高速、高精度切削的目的，必须法。重复控制器可看作为周期信号波形发生器，被同时在切削方法、机构刚性、刀具、主轴转速、进给添加到控制系统的控制环内，此系统是一个由反馈控速度以及运动控制等各方面，皆有性能上的突破。制器来调节的闭环，以便消除周期性误差。许多重复而传统的间接机构，欲大幅度提高进给速度极不

7、容控制方案应用于各种各样的工业控制中，但是很少用易。因此，利用直线电机直接驱动数控机床，由于省在直线电机驱动的机床驱动系统中。如果要求用直线略了中间的传动机构，有效消除机构传动所造成的定电机驱动高速高精加工，应用实用性强的重复控制器位控制问题，大幅度地提高其伺服性能。非常必要。为此，作者设计了一个实用的插入型重复在实际加工应用中，运动特性和外部信号经常都控制器，减小了系统跟踪误差，提高了系统的跟踪能是重复性的，要求对周期性轨迹进行跟踪和对周期性力。扰动进行抑制，以消除周期性参考输入的稳态误差。1插入型重复控制系统设计通常采用传统的前馈控制器来

8、克服这样的问题。然重复控制器对具有周期性参考输入或扰动信号而，它经常要在定位和跟踪精度之间进行折中考虑，的系统起到很好的作用。重复控制系统的设计基于完全忽略了由快速