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非最小相位法向电磁应力驱动快速刀具伺服系统轨迹跟踪控制
1
作者
沈东冉
朱紫辉
+2 位作者
黄鹏
朱利民
朱志伟
《南京理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期415-421,468,共8页
基于快速刀具伺服(FTS)的金刚石车削是复杂光学表面超精密制造的一种高效手段。为进一步提高具有非最小相位特征的电磁法应力驱动FTS的控制性能,将系统逆动力学补偿嵌入主控制回路中以改善被控对象动力学特征。对改善后的被控系统以比...
基于快速刀具伺服(FTS)的金刚石车削是复杂光学表面超精密制造的一种高效手段。为进一步提高具有非最小相位特征的电磁法应力驱动FTS的控制性能,将系统逆动力学补偿嵌入主控制回路中以改善被控对象动力学特征。对改善后的被控系统以比例微分积分(PID)和前馈补偿作为主控制器,并以基于内模原理的并联谐振控制器实现周期性轨迹的超高精度跟踪。考虑系统非最小相位特征,结合因子分解和镜像极点配置方法获得了系统稳定逆动力学模型。实验测试结果表明:该文所设计的控制方法,获得了1070 Hz(-3 dB)闭环带宽;100 Hz正弦轨迹实际跟踪误差小于±0.375%,并可对5 nm台阶轨迹进行稳定闭环跟踪,证明所设计的FTS控制系统可有效实现nm精度切削。
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关键词
快速刀具伺服
法向电磁应力驱动
非最小相位系统
逆动力学补偿
谐振控制
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职称材料
题名
非最小相位法向电磁应力驱动快速刀具伺服系统轨迹跟踪控制
1
作者
沈东冉
朱紫辉
黄鹏
朱利民
朱志伟
机构
南京理工大学机械工程学院
上海交通大学机械与动力工程学院
出处
《南京理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期415-421,468,共8页
基金
国家自然科学基金(U2013211)
工信部制造业高质量发展专项(TC200H02J)
中央高校基本科研业务费专项资金(30921013102)。
文摘
基于快速刀具伺服(FTS)的金刚石车削是复杂光学表面超精密制造的一种高效手段。为进一步提高具有非最小相位特征的电磁法应力驱动FTS的控制性能,将系统逆动力学补偿嵌入主控制回路中以改善被控对象动力学特征。对改善后的被控系统以比例微分积分(PID)和前馈补偿作为主控制器,并以基于内模原理的并联谐振控制器实现周期性轨迹的超高精度跟踪。考虑系统非最小相位特征,结合因子分解和镜像极点配置方法获得了系统稳定逆动力学模型。实验测试结果表明:该文所设计的控制方法,获得了1070 Hz(-3 dB)闭环带宽;100 Hz正弦轨迹实际跟踪误差小于±0.375%,并可对5 nm台阶轨迹进行稳定闭环跟踪,证明所设计的FTS控制系统可有效实现nm精度切削。
关键词
快速刀具伺服
法向电磁应力驱动
非最小相位系统
逆动力学补偿
谐振控制
Keywords
fast tool servo
normal-stressed electromagnetic actuation
non-minimum phase system
dynamics inversion-based compensator
resonant controller
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
非最小相位法向电磁应力驱动快速刀具伺服系统轨迹跟踪控制
沈东冉
朱紫辉
黄鹏
朱利民
朱志伟
《南京理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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