改进偏差耦合补偿的反演同步控制算法的研究.pdf

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1、第2期机械设计与制造2016年2月MachineryDesign&Manufacture41改进偏差耦合补偿的反演同步控制算法的研究’程文雅，罗亮，刘知贵(西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621010)摘要：随着现代化生产对高精密加工技术的要求越来越严格，许多自动化装备如数控机床、工业机器人等，在运行过程中必须要保持多轴同步。在研究了现有的耦合补偿同步算法不能很好的解决多轴系统复杂的非线性问题后，文中运用反演控制算法将复杂的非线性系统逐步分解为简单的子系统，并使得各子系统沿着设计的滑模面稳定收敛。此外，选择耦合误差为各轴位置误差的平均值和同步误差之差的定

2、义方式，使得耦合误差线性化，改进了传统耦合误差中的同步误差积分项，简化了误差项的设计。最后，在三台电机构成的多轴系统上进行仿真验证，结果表明该算法同步稳定性能高，收敛速度快。关键词：偏差耦合；反演控制；多轴同步；耦合误差中图分类号：TH16；Ttr242文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)02—0041—04ImprovementStudyofDeviationCouplingCompensationBacksteppingSynchronousControlArithmeticCHENGWen-ya，LUOLiang，LIUZhi-gu

3、i(SchoolofManufacturingScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，SichuanMianyang621010，China)Abstract：Asthedemandsforhigh-precisionmanufacturingtechnologyhavebeennzoreandrnorestrictinthemodernprod~twn，manyautomationequipmentssuchnumericalcontrolmachinetools，i

4、ndustrialrobotsandsoforth，mustkeepthemulti-axissynchroniccharacterintheprocessofoperation．Thusithasraiseahigherpe咖仰胁cerequirementforcontrolsystem．Since琥ecurrentcouplingcompensatedsynchronizationalgorithmcannotefectivelytacklethecomplexnonlinearprobleminthemulti-axiss~tem，thispaper

5、proposes口newapproachherewhichemploysthebacksteppingcontrolalgorithmtodecomposethecomplexnonlinears~temgrad~lyintoseveralsimplesubsystems，makingeachsubsystemsteadilyconvergealongwiththedesignedslidingmodesu~ace．Redefinedthedifferencebetweentheaverageofeachaxis’positionerrorandthesy

6、nchronizationeror．thecouplinge，l0rislinearizedSOtheintegralterraofsynchronous，r0rintheconventionalcouplingerordefinitionisimproved，simplifyingthedesignoftheerorterm．Finally，simulationonthetriaxials~temconsistingofthreemotorsisimplimentedandtheresultsindicatethatthealgorithmpropose

7、dinthispaperisofhighstabilityand8硒sconvergencespeed~KeyWords：RelativeCouplingControl；BacksteppingControl；Multi-AxisSynchronous；Cross-CouplingError而逐步成为国内外学者的研究热点。以主从控制、并行控制为代1引言表的非耦合同步算法，控制结构简单，容易实现，但是控制精度较在现代制造业中，数控技术和机器人技术起着至关重要的低，不适用于精度较高的场合。文献喂出交叉耦合的算法，引入作用【I】。多轴数控机床和多轴工业机器人不仅

8、可以实现复杂零件了多轴之间的相互影响，大大改善了系统的性能。文献嘴