多轴运动系统非线性轮廓重复跟踪的主从交叉耦合迭代学习控制

作     者：凌杰 明敏 冯朝 肖晓晖 LING Jie;MING Min;FENG Zhao;XIAO Xiao-Hui

作者机构：武汉大学动力与机械学院武汉430000 

出 版 物：《自动化学报》 (Acta Automatica Sinica)

年 卷 期：2017年第43卷第12期

页      面：2127-2140页

核心收录：

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

基　　金：国家自然科学基金(51375349)资助~~ 

主　　题：主从控制 位置域 迭代学习控制 非线性轮廓跟踪 多轴运动系统 

摘      要：针对多轴运动系统非线性轮廓的重复跟踪,传统时域交叉耦合迭代学习控制器(Cross-coupled iterative learning control,CCILC)的设计,各轴间的耦合算子计算精度要求高,计算效率低.本文提出一种主从交叉耦合迭代学习控制方法.基于主从控制设计方法,主动轴采用时域CCILC,从动轴采用位置域交叉耦合迭代学习控制(Position domain CCILC,PDCCILC).保证各轴间运动同步性,同时减轻对耦合算子精确性的依赖.因而可以引入轮廓误差矢量法估算耦合算子提高计算效率.采用Lifting的系统时域矩阵展开方法对所提出的算法进行了稳定性分析和性能分析.基于一个两轴毫米级运动平台,三种典型非线性轮廓跟踪(即半圆、抛物线和螺旋线)的数值仿真和实验分析验证了所提出算法的有效性.