基于柔性铰链微动平台的自抗扰控制方法

作     者：彭皓 杨志军 蔡炳彧 白有盾 PENG Hao;YANG Zhijun;CAI Bingyu;BAI Youdun

作者机构：广东工业大学精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东广州510006 佛山市华道超精科技有限公司广东佛山528225 汕头职业技术学院机电工程系广东汕头515078 

出 版 物：《机床与液压》 (Machine Tool & Hydraulics)

年 卷 期：2024年第52卷第8期

页      面：24-28页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFB4701001) 国家自然科学基金联合基金项目(U20A6004) 国家自然科学基金青年科学基金项目(51905107) 国家自然科学基金面上项目(51875108) 广东省自然科学基金项目(2019A1515012004) 

主　　题：柔性铰链 微动平台 自抗扰控制 扩张状态观测器 

摘      要：微动平台一般以柔性铰链为导向机构,由于系统固有频率低,会严重限制传统PID算法的控制带宽,影响定位精度。因此,设计自抗扰控制算法(ADRC)将系统未建模动态与外部未知扰动共同视作“总扰动,通过扩张状态观测器(ESO)进行估计和补偿,提高系统的控制带宽。为了充分利用已知的模型信息,设计基于模型的ADRC算法,将柔性铰链标称模型输入到ESO中,进一步提升系统的控制性能。最后,通过10μm行程的点位运动实验进行验证。结果表明:因为控制带宽无法过大而导致PID难以响应,ADRC提高了控制系统带宽,实现了精密定位;模型ADRC进一步提升了响应速度与定位精度。相比ADRC,模型ADRC整定时间缩短了68.1%,最大跟踪误差降低了53.8%,定位精度提升了60.7%。