XY平台伺服系统的零相位鲁棒控制.pdf

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1、第7期组合机床与自动化加工技术NO.72012年7月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJu1.2012文章编号:1001—2265(2012)07—0068—03XY平台伺服系统的零相位鲁棒控制术赵希梅,孙显峰,高君(沈阳工业大学电气工程学院,沈阳110870)摘要:针对直接驱动XY平台伺服系统的位置控制进行设计,考虑到系统的扰动、摩擦等因素引起的误差,采用零相位误差跟踪控制器和干扰观测器相结合的控制方法,通过零相位误差跟踪控制器来减小系统的跟踪误差,并通过

2、干扰观测器来减小扰动对系统的影响,从而同时提高系统的跟踪性能和鲁棒性能。仿真实验结果表明,所提出的控制方案对提高伺服系统的定位精度有一定的作用。关键词:XY平台;零相位误差跟踪控制器;干扰观测器;定位精度中图分类号:TH16;TG65文献标识码:AZeroPhaseRobustControlofXYTableLinearServoSystemZHA0Xi—mei,SUNXian-feng,GAOJun(SchoolofElectricalEngineering,ShenyangUniversityoftechnology,

3、Shenyang110870,China)Abstract:FordirectdriveXYtableservosystem,positioncontrolisdesigned.Consideringtheerrorwhichiscausedbythedisturbanceofthesystem,frictionfactorandSOon.Thecontrolmethodcombingthezerophaseerrortrackingcontroller(ZPETC)withthedisturbanceobserver(D

4、OB)isadopted.ThesystemtrackingerrorisreducedbyadoptingZPETC,andthroughinfluencesofdisturbancetothesystemisdiminishedbythedisturbanceobserver.Thusthetrackingaccuracyandrobustnessofthesystemareimproved.Simulationresultsshowthatthiscontrolschemeisusefu1.Keywords:XYta

5、ble;zerophaseerortrackingcontroller;disturbanceobserver;locationaccuracy消除干扰对系统性能的影响。本文的方法是考虑0引言使用ZPETC作为前馈控制器来提高系统的跟踪能随着复杂型面零件加工质量要求的不断提高,力,为保证系统的鲁棒性,引入DOB来配合使用。采数控机床的轮廓加工精度已成为极其重要的精度指用此控制方案来提高系统的跟踪精度和鲁棒性能,标⋯。然而在实际的控制过程中会遇到干扰、参数进而间接地减小系统的轮廓误差。不确定、时间延迟及各轴参数不匹配等问题。

6、。而1XY平台伺服系统的误差分析单纯的PID控制器很难满足目前加工精度的需要。本文针对直接驱动XY平台伺服系统,为了提高系统XY平台伺服系统是由两台相互垂直的电机组的跟踪性能,首先采用Tomizuka提出的零相位误差成,这样就可以通过分别给出两台电机的输入信号,跟踪控制器(ZPETC),它是一种结合零极点和相使被控系统在两台电机所在平面移动。其误差可分位对消的逆系统思想的前馈控制器。它能够在较大为两部分:跟踪误差和轮廓误差,系统误差示意图如的带宽范围内对闭环动态系统进行逆处理,从而消图1所示。除闭环系统的相位误差和静态增益

7、。图中,P为系统的参考位置,P为刀具的实际位其次采用干扰观测器(DOB)配合使用。DOB的置,那么P到P的距离e就定义为系统的跟踪误基本思想是把实际输出与标称模型的差异作为一个差,其中e为跟踪误差在轴上的分量,e为跟踪误等效的干扰,应用于标称模型。DOB估计出这个差在l,轴上的分量。而P到规定圆弧轮廓的最短距等效干扰,并把这个等效干扰作为一个补偿信号以离PP则定义为系统的轮廓误差,为了便于计算,通常收稿日期:2011—11—22;修回日期:2012一Ol—O9基金项目:国家自然科学基金项目(51175349);辽宁省自然科

8、学基金项目(20102165)作者简介:赵希梅(1979一),女,吉林德惠人,沈阳工业大学电气工程学院副教授,博士,主要研究直线伺服、数控、鲁棒控制等;通讯作者:孙显峰(1987一),男,沈阳人,沈阳工业大学电气工程学院硕士,主要研究直线电机伺服控制、智能控制、鲁棒控制等,(E—mail)zhaoxim

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