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直线电机驱动xy平台精密轮廓跟踪控制

中国电机工程学报 2018年第19期38卷 5863-5868页

作者：武志涛杨永辉辽宁科技大学电子与信息工程学院

为了减少直驱xy平台在循迹跟踪过程中所产生的轮廓误差,该文提出一种PDFF位置控制器与实时变增益轮廓误差补偿器相结合的轨迹跟踪控制方案。通过合理选择PDFF控制器的3个参数,使永磁直线电机位置伺服系统在减少超越量的同时具有响应速... 详细信息

为了减少直驱xy平台在循迹跟踪过程中所产生的轮廓误差,该文提出一种PDFF位置控制器与实时变增益轮廓误差补偿器相结合的轨迹跟踪控制方案。通过合理选择PDFF控制器的3个参数,使永磁直线电机位置伺服系统在减少超越量的同时具有响应速度快的优点。其次,为了实时准确地估算轮廓误差,利用跟踪误差与进给率等信息定义一个新的轮廓误差模型,并依此模型构建实时轮廓误差估计器,再通过与变增益交叉耦合控制结构相结合组成实时变增益轮廓误差补偿器。实验结果表明,所提出的创新性方法不仅可实时且有效地计算出轨迹跟踪系统的轮廓误差,并且使xy平台满足高精度轮廓跟踪的需求。

关键词：直线电机伺服控制轮廓误差模型交叉耦合控制 xy平台

直线电机驱动xy平台的速度场轨迹规划与控制研究

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中国电机工程学报 2014年第3期34卷 438-444页

作者：王丽梅李兵沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110870

针对直线电机驱动xy平台执行高精度任意自由轨迹轮廓控制任务的情况,提出一种基于速度场的轨迹规划方案,以建构速度场的方式规划指令轨迹的路径,将双轴位置协调控制转化为各单轴速度控制,消除"轨径缩减"现象。首先,基于方向场理论,以划... 详细信息

针对直线电机驱动xy平台执行高精度任意自由轨迹轮廓控制任务的情况,提出一种基于速度场的轨迹规划方案,以建构速度场的方式规划指令轨迹的路径,将双轴位置协调控制转化为各单轴速度控制,消除"轨径缩减"现象。首先,基于方向场理论,以划分网格点的方式构建轨迹速度场,并将由速度场规划的X、Y轴的速度分量作为系统指令的速度输入,通过设计各单轴PI控制器使X、Y轴的速度误差趋近于0,以提高系统的轮廓精度。仿真与实验结果表明,所提方案能够构建任意轨迹的速度场,将双轴协调控制简化为各单轴速度控制,提高了系统的轮廓精度。

关键词： xy平台速度场方向场网格点轮廓精度

基于速度场与反馈线性化的直接驱动xy平台轮廓控制

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电工技术学报 2014年第5期29卷 213-220页

作者：王丽梅李兵沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

针对高精度直线电机直接驱动xy平台伺服控制系统,提出一种将速度场与反馈线性化相结合的控制策略,以提高系统的轮廓精度。根据方向场理论,以划分网格点的方式建构任意轨迹的速度场,对系统的指令轨迹路径进行规划,将双轴协调控制转化为... 详细信息

针对高精度直线电机直接驱动xy平台伺服控制系统,提出一种将速度场与反馈线性化相结合的控制策略,以提高系统的轮廓精度。根据方向场理论,以划分网格点的方式建构任意轨迹的速度场,对系统的指令轨迹路径进行规划,将双轴协调控制转化为单轴速度控制。采用反馈线性化方法针对各单轴非线性速度误差动态进行线性化处理后,设计状态反馈控制器,减小系统的速度误差,以提高系统轮廓精度。仿真与实验结果表明,所提控制策略能够有效提高xy平台的轮廓精度。

关键词： xy平台速度场方向场网格点反馈线性化轮廓精度

基于GPC和DOB的直驱xy平台鲁棒跟踪控制

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电工技术学报 2015年第6期30卷 150-154页

作者：赵希梅赵久威李洪谊沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016

针对直线永磁同步电机驱动xy平台存在的系统滞后、摩擦及各种不确定性因素等的影响,提出了一种基于广义预测控制器(GPC)和扰动观测器(DOB)相结合的控制方法。首先通过GPC对系统参数进行辨识,建立受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA);之... 详细信息

针对直线永磁同步电机驱动xy平台存在的系统滞后、摩擦及各种不确定性因素等的影响,提出了一种基于广义预测控制器(GPC)和扰动观测器(DOB)相结合的控制方法。首先通过GPC对系统参数进行辨识,建立受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA);之后对模型进行滚动优化,寻求系统局部最优;最后进行反馈校正,以持续地对系统进行在线校正,解决xy平台系统控制滞后问题,提高了系统跟踪能力。对系统参数不确定性及各种非线性扰动,利用DOB加以消除或削弱,提高了系统的鲁棒性。仿真与实验结果表明方案可行,提高了系统的跟踪性能和鲁棒性能,进而提高了xy平台系统的加工精度。

关键词：直线永磁同步电机 xy平台广义预测控制器扰动观测器

基于等效误差法的直线电机xy平台二阶滑模控制

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中国电机工程学报 2010年第6期30卷 88-92页

作者：王丽梅金抚颖孙宜标沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110178

对于直线电机驱动xy平台,系统动态的非线性、系统不确定性因素以及曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂等问题影响其轮廓加工精度。采用适用于多轴非线性运动系统轮廓控制的等效误差法,建立可用于一般曲线跟踪且容易计算的xy平台等效误差非... 详细信息

对于直线电机驱动xy平台,系统动态的非线性、系统不确定性因素以及曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂等问题影响其轮廓加工精度。采用适用于多轴非线性运动系统轮廓控制的等效误差法,建立可用于一般曲线跟踪且容易计算的xy平台等效误差非线性模型。运用二阶滑模控制方法进行轮廓控制器的设计,通过连续控制量使滑模面及其时间导数在有限时间内趋近于零,削弱抖振的同时抑制不确定性因素对系统性能的影响,使直线电机xy平台达到高加工精度要求。理论推导与仿真结果表明,所设计控制系统能有效提高xy平台的轮廓加工精度。

关键词： xy平台直线电机轮廓误差等效误差法二阶滑模控制

直接驱动xy平台全局快速Terminal滑模控制

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沈阳工业大学学报 2012年第1期34卷 1-5,10页

作者：王丽梅陈吉超郑浩沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870

针对永磁直线同步电机驱动xy平台系统的非线性、不确定性及轮廓误差模型复杂等问题,设计了基于等效误差法的全局快速Terminal滑模轮廓控制器.运用等效误差法建立容易计算的直接驱动xy平台非线性等效误差模型;采用全局快速Terminal滑模... 详细信息

针对永磁直线同步电机驱动xy平台系统的非线性、不确定性及轮廓误差模型复杂等问题,设计了基于等效误差法的全局快速Terminal滑模轮廓控制器.运用等效误差法建立容易计算的直接驱动xy平台非线性等效误差模型;采用全局快速Terminal滑模控制方法设计直接驱动xy平台轮廓控制器.该控制方法可以促使系统在有限时间内迅速收敛到平衡状态,同时能抑制负载扰动和参数不确定性对系统性能的影响.仿真结果表明,所设计的轮廓控制器使直接驱动xy平台具有了较高的轮廓加工精度和较强的鲁棒性.

关键词：永磁直线同步电机直接驱动 xy平台轮廓误差等效误差法全局快速Terminal滑模控制有限时间收敛鲁棒性

直接驱动xy平台轮廓误差分析及法向交叉耦合控制

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电机与控制学报 2010年第9期14卷 63-68页

作者：王丽梅武志涛孙宜标金抚颖沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110178

在直线电机直接驱动xy平台中,负载扰动、机械延迟以及两轴驱动系统参数不匹配等因素影响轮廓加工精度。采用H∞速度反馈控制、零相位误差跟踪控制(ZPETC)与法向交叉耦合控制相结合的策略对两轴的运动进行协调控制以提高轮廓加工精度,实... 详细信息

在直线电机直接驱动xy平台中,负载扰动、机械延迟以及两轴驱动系统参数不匹配等因素影响轮廓加工精度。采用H∞速度反馈控制、零相位误差跟踪控制(ZPETC)与法向交叉耦合控制相结合的策略对两轴的运动进行协调控制以提高轮廓加工精度,实现跟踪误差与轮廓误差的同时减小。H∞控制在速度环通过反馈作用消除负载扰动因素的影响,使系统具有较好的鲁棒性。ZPETC基于零、极点对消和相位对消提高系统跟踪精度。法向交叉耦合控制作用于两轴之间,将轮廓误差作为直接被控量进行实时补偿控制,有效地提高了轮廓精度并简化了控制器设计。仿真结果表明,所设计的控制系统具有较好的跟踪性、鲁棒性和轮廓精度。

关键词： xy平台 H∞控制零相位误差跟踪控制轮廓误差法向交叉耦合控制

基于遗传算法的直驱xy平台变增益交叉耦合控制

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沈阳工业大学学报 2011年第5期33卷 481-485页

作者：王丽梅庞月杜帅刘春芳沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

对于永磁直线同步电机驱动的xy平台,轮廓加工精度易受到系统动态非线性、不确定性因素以及曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂等问题的影响.为了削弱以上影响,实现xy平台的高精度轮廓跟踪控制,设计了变增益交叉耦合控制器来补偿X、Y轴的耦... 详细信息

对于永磁直线同步电机驱动的xy平台,轮廓加工精度易受到系统动态非线性、不确定性因素以及曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂等问题的影响.为了削弱以上影响,实现xy平台的高精度轮廓跟踪控制,设计了变增益交叉耦合控制器来补偿X、Y轴的耦合误差,并采用遗传算法对其中的PID控制器参数进行寻优,利用基因突变的能力,避免其陷入局部最佳解,从而快速准确地找到全局最佳解,使得系统轮廓误差达到要求的精度范围.理论推导与仿真结果表明,所设计的控制系统能有效提高xy平台的轮廓加工精度.

关键词：永磁直线同步电机直接驱动伺服控制 xy平台遗传算法变增益交叉耦合控制轮廓控制轮廓误差

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xy平台伺服系统的零相位鲁棒控制

组合机床与自动化加工技术 2012年第7期 68-70页

作者：赵希梅孙显峰高君沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

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,并通过干扰观测器来减小扰动对系统的... 详细信息

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