检索结果-南通市图书馆

基于耦合参数辨识的直驱h型平台反馈线性化解耦同步控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国电机工程学报 2022年第5期42卷 1992-2000页

作者：张康王丽梅方馨沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110870

在永磁直线同步电机驱动的h型平台伺服系统中,为了克服机械耦合对系统同步控制精度的影响,提出一种基于耦合参数辨识算法和反馈线性化解耦控制器的同步控制策略。首先建立含有机械耦合动力学特性的同步运动系统数学模型;其次设计一种新... 详细信息

在永磁直线同步电机驱动的h型平台伺服系统中,为了克服机械耦合对系统同步控制精度的影响,提出一种基于耦合参数辨识算法和反馈线性化解耦控制器的同步控制策略。首先建立含有机械耦合动力学特性的同步运动系统数学模型;其次设计一种新颖的基于扰动观测器的耦合参数辨识结构,输入激励采用相对平滑的正弦位置和速度信号,以避免损坏机械结构。然后采用反馈线性化方法对耦合同步控制系统进行线性化解耦,并针对线性子系统,设计滑模控制器,提高系统鲁棒性。最后,实验结果表明,提出的辨识方法可以准确地辨识系统的耦合参数,并且基于辨识参数设计的反馈线性化滑模控制器能有效消除机械耦合的影响,提高同步控制精度。

关键词：直驱h型平台耦合参数辨识反馈线性化滑模控制同步控制

直驱h型平台的Laguerre迭代轮廓控制研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

组合机床与自动化加工技术 2022年第4期 167-170页

作者：魏惠芳王丽梅沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

针对直驱h型平台在跟踪大曲率复杂轮廓时,轮廓精度低的问题,提出一种精密轮廓跟踪迭代控制方法。采用有理多项式求根的方法精确计算在大曲率高速运动过程中的轮廓误差精确模型,应用Laguerre迭代估计方法结合交叉耦合控制器设计了综合考... 详细信息

针对直驱h型平台在跟踪大曲率复杂轮廓时,轮廓精度低的问题,提出一种精密轮廓跟踪迭代控制方法。采用有理多项式求根的方法精确计算在大曲率高速运动过程中的轮廓误差精确模型,应用Laguerre迭代估计方法结合交叉耦合控制器设计了综合考虑多轴协同运动的控制方案,以切实保证此类系统在实际应用中的高性能轮廓跟踪。系统实验结果表明,该控制方法能够减小系统的轮廓误差,提高直驱h型运动平台的轮廓跟踪精度。

关键词：直驱h型平台轮廓跟踪轮廓误差精确模型 Laguerre迭代交叉耦合

基于融合误差的直驱h型平台自适应全局滑模轮廓控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国电机工程学报 2020年第16期40卷 5337-5344页

作者：张康王丽梅沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110870

针对直驱h型平台在跟踪非线性轨迹时,同步误差及系统负载变化影响轮廓跟踪精度的问题,提出一种基于融合误差的滑模轮廓控制器与最优位置控制器相结合的控制策略。将并联轴位置不同步引起的横梁(X轴)偏转角定义为等效同步误差。基于等效... 详细信息

针对直驱h型平台在跟踪非线性轨迹时,同步误差及系统负载变化影响轮廓跟踪精度的问题,提出一种基于融合误差的滑模轮廓控制器与最优位置控制器相结合的控制策略。将并联轴位置不同步引起的横梁(X轴)偏转角定义为等效同步误差。基于等效误差模型,构建适用于h型平台轮廓控制的融合误差模型,并以融合误差为状态变量设计自适应全局滑模轮廓控制器,在消除同步误差影响的同时,抑制负载变化对轮廓控制精度的影响。通过最优系统频域因子分解求解位置控制器的参数,提高单轴伺服系统的动态响应性能,减少位置超调量。最后,实验结果验证了所提出的控制策略能有效减小直驱h型平台伺服系统的轮廓误差和同步误差,增强系统的鲁棒性。

关键词：直驱h型平台融合误差模型轮廓误差自适应全局滑模控制最优控制器

基于位置偏差解耦的直驱h型平台滑模同步控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国电机工程学报 2021年第21期41卷 7486-7495页

作者：张康王丽梅沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110870

在永磁直线同步电机驱动的h型平台伺服系统中,为了克服机械耦合对系统同步控制性能的影响,提出一种基于位置偏差解耦的滑模同步控制策略。首先建立含有机械耦合动力学特性的同步运动系统数学模型;其次为削弱耦合刚度摄动对解耦性能的影... 详细信息

在永磁直线同步电机驱动的h型平台伺服系统中,为了克服机械耦合对系统同步控制性能的影响,提出一种基于位置偏差解耦的滑模同步控制策略。首先建立含有机械耦合动力学特性的同步运动系统数学模型;其次为削弱耦合刚度摄动对解耦性能的影响,利用单轴位置跟踪误差设计位置偏差解耦控制器,提高系统对耦合刚度摄动的鲁棒性;然后,将耦合刚度摄动造成的不完全解耦和外部扰动视为系统扰动,设计积分滑模位置控制器,在保证系统控制性能的同时,进一步提高系统的解耦能力;最后,进行仿真分析与实验验证,结果表明该控制策略实现了平行轴间的完全解耦,能有效提高系统同步控制精度,增强系统鲁棒性。

关键词：直驱h型平台机械耦合位置偏差解耦控制积分滑模控制同步控制

直驱h型平台的智能非奇异快速终端滑模同步控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

直驱H型平台的智能非奇异快速终端滑模同步控制

作者：苏普春沈阳工业大学

学位级别：硕士

直驱h型平台由三台结构参数相同的永磁直线同步电机（Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM）构成。由于PMLSM易受端部效应、外部扰动与非线性摩擦力等不确定因素影响,造成直驱h型平台各个单轴存在较大的位置跟踪误差,同时... 详细信息

直驱h型平台由三台结构参数相同的永磁直线同步电机（Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM）构成。由于PMLSM易受端部效应、外部扰动与非线性摩擦力等不确定因素影响,造成直驱h型平台各个单轴存在较大的位置跟踪误差,同时机械耦合会导致Y方向双轴伺服系统的同步精度下降。本文的研究目的是减小直驱h型平台单轴的位置跟踪误差以及提高双轴间的同步控制精度。首先,介绍了直驱h型平台在国内外的发展现状、研究现状及其主要控制策略,并根据PMLSM的基本原理建立了包含推力波动、外部扰动和机械耦合等不确定性因素的直驱h型平台数学模型。其次,针对直驱h型平台易受推力波动、外部扰动与机械耦合等不确定性因素的影响而导致系统存在的位置跟踪误差和同步误差的问题,设计了一种非奇异快速终端滑模（Non-singular Fast Terminal Sliding Mode,NFTSM）同步控制策略。采用交叉耦合将平台的单轴跟踪误差和双轴同步误差相结合,设计得到混合误差,并将混合误差作为控制状态变量,削弱双直线电机间的耦合作用,以提高平台的双轴同步精度,利用Lyapunov稳定性定理证明了所设计控制系统的稳定性。然后,为了进一步减小直驱h型平台的单轴跟踪误差和双轴同步误差,提高系统对不确定性因素的鲁棒性,设计了一种智能非奇异快速终端滑模（Intelligent Non-singular Fast Terminal Sliding Mode Control,INFTSM）同步控制方法。利用RBF神经网络对系统的不确定因素进行在线估计,并作为前馈信号补偿到双直线电机伺服系统,同时设计具有衰减因子的趋近律,以削弱系统的抖振现象。通过稳定性定理的证明验证了智能非奇异快速终端滑模控制能使系统的跟踪误差和同步误差收敛,保证了系统的稳定性。最后,分别建立了基于传统滑模控制、非奇异快速终端滑模控制和智能非奇异快速滑模控制的直驱h型平台伺服系统的仿真模型,并进行了仿真对比分析。仿真结果表明,基于智能非奇异快速终端滑模的控制系统相较其他两种控制方法,具有单轴位置跟踪误差更小,双轴同步控制精度更高,鲁棒性更强以及抖振更小的优点。

关键词：直驱h型平台同步控制交叉耦合非奇异快速终端滑模控制 RBF神经网络

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

直驱h型平台的多轴全局任务坐标系轮廓控制

直驱H型平台的多轴全局任务坐标系轮廓控制

作者：张鉴沈阳工业大学

学位级别：硕士

直驱h型平台由三台永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)构成且具备快速动态响应、高精度加工的优点,目前已经被工业界广泛认可并应用。本文针对伺服运动平台冗余轴间存在的强机械耦合现象导致的大曲率... 详细信息

直驱h型平台由三台永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)构成且具备快速动态响应、高精度加工的优点,目前已经被工业界广泛认可并应用。本文针对伺服运动平台冗余轴间存在的强机械耦合现象导致的大曲率轨迹跟踪中难以维持高轮廓精度的问题,提出了一种在多轴全局任务坐标系(Multi-axis Global Task Coordinate Frame,MGTCF)中建立平台刚柔耦合模型并结合自适应等效积分滑模(Adaptive Equivalent Integral Sliding Mode Control,AEISMC)的轮廓控制策略,可充分提升轮廓跟踪精度及系统鲁棒性。首先,本文介绍了直接驱动的h型平台技术研究现状、工作原理及运动平台的轮廓控制方式的分类、发展。平台实际运动中横梁两端PMLSM受到横梁处的X轴PMLSM动子作横向往复运动的影响,同时又易受负载扰动、平台未建模量等不确定非线性因素影响造成纵向两台PMLSM动力学不匹配而出现横梁偏转现象。针对纵轴间的同步误差,本文建立基于广义坐标系的直驱h型平台三自由度刚柔耦合模型,明确横梁旋转模态并建立各驱动轴间完整的动力约束关系,初步给出广义坐标系下的平台模型处的运动点定位方式。其次,针对三自由度平台动力学模型与传统全局任务坐标系(Global Task Coordinate Frame,GTCF)自由度不匹配的问题,本文提出了一种基于直驱h型平台刚柔耦合模型的多轴全局任务坐标系模型。针对定位点偏离问题,在GTCF原有的轮廓误差轴和跟踪路程轴的基础上引入曲率轴,保证平台动力学模型与轮廓误差计算模型MGTCF自由度一致。同时以横梁偏转角和坐标轴偏转角为性能指标,运动点得以在轮廓误差计算模型部分进一步明确位置坐标。MGTCF解决了GTCF实际定位点受限于其沿期望轮廓法向投影点的恒定约束,修正了轴间未完全解耦带来的局部非正交量。同时,采用一种积分滑模策略作为高速轮廓跟踪控制器,将MGTCF与GTCF在大曲率期望轨迹下的轮廓跟踪性能进行对比。仿真结果可表明MGTCF在大曲率轮廓控制中的跟踪性能优于GTCF。最后,为补偿直驱h型平台动力学模型中的未建模量,抑制系统参数不确定性及不确定非线性干扰,系统采用一种结合自适应等效积分滑模的轮廓控制策略。仿真结果表明本文提出的建模方法和控制策略能够充分提升平台轮廓控制性能,保证系统鲁棒性。

关键词：直驱h型平台刚柔耦合动力学建模多轴全局任务坐标系自适应等效积分滑模控制轮廓控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

直驱h型平台模糊神经网络轮廓控制研究

直驱H型平台模糊神经网络轮廓控制研究

作者：何亚华沈阳工业大学

学位级别：硕士

直驱h型平台因具有高刚性、高加速度和大推力等特性,被广泛应用于精密工程等领域。直驱h型平台X轴方向由一台永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)驱动,Y轴方向由两台平行安装的永磁直线同步电机共同驱动... 详细信息

直驱h型平台因具有高刚性、高加速度和大推力等特性,被广泛应用于精密工程等领域。直驱h型平台X轴方向由一台永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)驱动,Y轴方向由两台平行安装的永磁直线同步电机共同驱动。h型平台的加工精度会受到单轴PMLSM抗扰能力以及平台各轴间动态特性不匹配等因素的影响。评价h型平台加工精度的两个最重要的指标是单轴的跟踪误差和多轴联动产生的轮廓误差。本文研究目的是采用先进的控制策略,通过减小h型平台的跟踪误差和轮廓误差,来提高h型平台的轮廓精度。本文主要工作如下:首先,介绍了直驱h型平台的国内外发展现状,并对影响h型平台加工精度的因素进行了分析,同时介绍了h型平台相关的控制策略。根据建立的永磁直线同步电机的数学模型,推导并建立了在考虑了X轴方向电机对Y轴方向电机产生扭摆力的情况下的直驱h型平台的数学模型。其次,针对h型平台单轴PMLSM易受到负载扰动和推力波动等不确定性因素的影响,设计了全局积分滑模单轴位置控制器保证单轴的跟踪精度。设计了传统滑模控制器,在此基础上设计了全局积分滑模控制器,为了削弱系统的抖振现象,引入了饱和函数。利用Lyapunov函数证明了所设计的控制系统的稳定性,并在Matlab/Simulink中分别搭建了传统滑模控制和全局积分滑模控制的仿真模型。仿真结果表明,在全局积分滑模控制下系统的单轴鲁棒性比传统滑模控制下较好,跟踪误差较小。最后,针对h型平台存在的轮廓误差,设计了基于交叉耦合控制的模糊神经网络轮廓误差补偿器。介绍了轮廓误差的定义,对直线轨迹和圆轨迹轮廓误差的数学模型进行推导。建立了h型平台基于密切圆的轮廓误差数学模型,并在此模型的基础上设计了基于交叉耦合控制的模糊神经网络轮廓误差补偿器。在Matlab/Simulink中搭建了模糊神经网络交叉耦合控制的仿真模型,并与无交叉耦合控制进行了对比仿真分析。仿真结果表明,模糊神经网络交叉耦合轮廓控制比无交叉耦合控制能明显减小系统的轮廓误差,提高h型平台的轮廓精度。

关键词：直驱h型平台跟踪误差全局积分滑模控制轮廓误差交叉耦合控制模糊神经网络控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

直驱h型平台的自适应分数阶滑模同步控制

直驱H型平台的自适应分数阶滑模同步控制

作者：赵鑫宇沈阳工业大学

学位级别：硕士

直驱h型运动平台是由一台X轴方向的永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)和两台Y轴方向平行的永磁直线同步电机构成,且X轴与Y轴属于刚性连接。由于PMLSM对一些不确定因素比较敏感,因此,直驱h型平台的单轴... 详细信息

直驱h型运动平台是由一台X轴方向的永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)和两台Y轴方向平行的永磁直线同步电机构成,且X轴与Y轴属于刚性连接。由于PMLSM对一些不确定因素比较敏感,因此,直驱h型平台的单轴PMLSM将会产生跟踪误差。且平行轴易受机械耦合、参数不匹配等因素的影响,将会造成平行轴间的同步精度下降。本文的研究目的:解决直驱h型运动平台伺服系统不同步问题,通过设计有效的控制策略来提高单轴跟踪精度和减小平行轴间同步误差。首先,详细介绍了PMLSM的基本结构与工作原理,利用坐标变换建立PMLSM数学模型。并根据PMLSM模型及原理,建立了包含参数变化、负载扰动和机械耦合等不确定因素的直驱h型运动平台的数学模型。其次,针对易受参数摄动、负载扰动和机械耦合等不确定性因素影响的直驱h型运动平台伺服系统,设计了一种基于自适应快速非奇异终端滑模(AFNTSM)控制器的同步控制策略。在平行轴间利用交叉耦合结构设计修正误差,并将设计的修正误差作为单轴的控制输入。单轴采用FNTSMC来抑制不确定因素的影响,快速收敛同时避免非线性滑模奇异问题,且加快了远离平衡点时的收敛速率。为了消除外界干扰对直驱系统的影响,采用自适应控制策略对不确定参数及外部干扰的界限进行实时估计,提高了直驱h型运动平台的同步精度和单轴跟踪精度。然后,为了进一步提高直驱伺服系统的动态品质,获得高品质的同步性能。设计了基于自适应分数阶快速非奇异终端滑模(FO-AFNTSM)同步控制策略。将分数阶理论引入到滑模控制中,利用分数阶饱和函数的“大偏差大增益,小偏差小增益”的属性,加快趋近速度的同时消弱了滑模抖振现象,改善了系统的动态品质,减小了平行轴间的同步误差以及单轴的跟踪误差。并利用Lyapunov稳定性证明验证了系统的渐进稳定。最后,分别建立了基于快速非奇异终端滑模同步控制器、自适应快速非奇异终端滑模同步控制器和不同阶次的自适应分数阶快速非奇异终端滑模同步控制器的直驱h型平台伺服系统的仿真模型,并进行对比分析。仿真结果验证了基于自适应分数阶快速非奇异终端滑模的分数阶控制系统相较于其他两种整数阶控制系统,在减小单轴位置跟踪误差同时提高了平行轴间同步精度,且增强了系统鲁棒性。

关键词：直驱h型平台同步控制快速非奇异终端滑模控制交叉耦合分数阶

基于双层交叉耦合的直驱h型平台滑模轮廓控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

电气技术 2021年第8期22卷 10-14页

作者：何亚华王丽梅沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)驱动的h型平台存在的参数变化、外部扰动、摩擦力等不确定性因素及轴间耦合问题,提出一种全局积分滑模控制(GISMC)与变增益双层交叉耦合控制(VGDCCC)相结合的轮廓控制策略。首先,建立h型平台系统动态方程... 详细信息

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)驱动的h型平台存在的参数变化、外部扰动、摩擦力等不确定性因素及轴间耦合问题,提出一种全局积分滑模控制(GISMC)与变增益双层交叉耦合控制(VGDCCC)相结合的轮廓控制策略。首先,建立h型平台系统动态方程和基于密切圆的轮廓误差模型。然后,设计基于全局积分滑模的单轴位置跟踪控制器来减小跟踪误差。最后,设计基于变增益双层交叉耦合的轮廓误差补偿器来减小系统的轮廓误差。仿真结果表明,所提出的控制方法能提高系统的轮廓精度。

关键词：变增益双层交叉耦合直驱h型平台全局积分滑模控制轮廓控制