基于PDFF的直线电机驱动XY平台H_∞交叉耦合控制

XY平台直线伺服系统中,负载扰动、机械惯性及双轴响应速度不匹配会影响轮廓加工精度,为此提出了一种将PDFF及H∞交叉耦合控制相结合的控制策略。单轴速度控制器采用兼顾快速性和鲁棒性的PDFF控制,间接减小轮廓误差。并在X、Y轴间引入交叉耦合控制,将基于PDFF的XY平台交叉耦合控制框架等效为一反馈系统,采用H∞次优方法设计交叉耦合控制器,直接减小轮廓误差。仿真结果表明该控制方案可增强系统的鲁棒性,提高系统的快速性和轮廓加工精度。

基于PDFF双直线电机二阶滑模交叉耦合控制

针对龙门移动式镗铣床双直线电机同步进给控制问题,采用具有前馈的伪微分反馈(PDFF)控制框架来设计各轴子系统速度控制器,以提高系统的抗干扰能力和响应速度。同时,设计一个二阶滑模交叉耦合控制器,以解决双位置环系统输出端机械耦合、电机参数变化和外部扰动等不确定性因素对同步精度的影响。二阶滑模控制律采用超螺旋算法,它可以消除相对阶为1的变结构系统的抖振现象。仿真结果表明该控制方案具有很强的鲁棒性,在不对称负载的条件下能实现位移同步。

PDFF调节在交流永磁同步电机控制中的应用

结合传统PID调节在高性能电机控制中的应用介绍了PDFF调节的不同点及在交流永磁同步电机控制中的具体应用,并与传统的PID调节进行了比较。结果表明,此种方法具有较好的DC刚度和响应能力等优点,在电机控制中是一种综合性较好的调节方法,具有广阔的应用性。

基于PDFF和输入整形的钻孔机残余震动抑制

针对永磁直线电机(PMLSM)在PCB钻孔机应用中的加速度提升和定位过程中震荡的问题,提出了一种解决方案。在速度环驱动器采用PDFF算法和在位置环前端采用输入整形技术的技术方案,并对方案进行了仿真和验证,有效的解决了钻孔机XY平台快速定位问题并且在实际应用中提高了钻孔机的加工效率,该方案在实际系统上运行良好。

PDFF调节在矢量控制的PMSM中的应用

在永磁同步电机的矢量控制基础上,介绍了改进的PI控制方法即PDFF。针对PMSM速度环采用PDFF控制并进行了Matlab/Simulink仿真,结果表明了PDFF调节具有较好的响应和抗扰能力,也为实际伺服系统的良好性能设计和调试提供了新的思路。

计算机通信网络中一种基于速率的PDFF拥塞控制方案

从最优策略的角度出发,将控制理论中的控制方法引入主动队列管理的研究中,提出了一种基于控制理论的主动队列管理PDFF拥塞控制方案。该方案以快速延迟响应和缓冲队列稳定为优化目标,根据网络动态时延调节源发送端发送速率,使得队列长度能够很快收敛到目标值,并且抖动很小。通过不同网络环境下的仿真显示,与PI控制方案相比,该PDFF控制方案具有较低的链路延迟和数据丢失率,并能更快地使整个网络系统达到稳定,具有较好的网络性能。

PDFF控制器在直线电机驱动平台中的应用

对应用于半导体封装设备金丝球邦定机的高速高精度直线电机XY平台进行了控制器设计.设计目标是高速高精度响应,以及在外界干扰和参数不确定性因素影响下的鲁棒性.通过对PI控制器、PDF控制器和PDFF控制器的性能比较,系统选择PDFF控制器作为速度环的控制器,PID控制器作为位置环控制器的双环控制架构.根据降阶的系统模型利用基本CRS算法对控制器各个参数进行优化.仿真和实验结果证明,该控制方案具有良好的响应性能和鲁棒性,加速度可以达到5g,调整时间为4ms以内.

经编机伺服控制系统的参数调节方法

介绍伺服控制系统在经编行业的使用现状,阐述经编机伺服控制系统参数调节的理论,提出较为系统的符合经编伺服控制系统使用要求的参数调节方法,建立了由Kollmorgen公司IL18-030A1型伺服电机和CD5系列伺服驱动器组成的伺服控制系统平台,讨论实际参数调节中的具体问题。通过对实验采集的运动曲线进行分析,指出进一步的解决方案。曲线分析表明,所研究的方法对经编机伺服系统进行参数调节可完全达到经编生产的要求。

跟踪时变周期信号的PMLSM重复控制

永磁直线同步电动机(PMLSM)其端部效应造成的与位移相关的周期性推力波动和摩擦力会降低系统的伺服性能.为了抑制周期性扰动的影响,设计了伪微分前馈反馈(PDFF)速度控制器和改进型位移重复控制器,并针对时变周期输入信号的跟踪问题,利用Lebesgue平方可积空间转换原理,将t-域时变周期的位移信号转换为θ-域固定周期的位移信号,以实现对时变周期输入信号的精确跟踪.理论推导与仿真结果表明,该方案可有效地抑制PMLSM伺服系统周期性扰动的影响,对时变周期输入信号具有良好的跟踪特性.

基于零相位误差跟踪的直线伺服系统重复控制

永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统在跟踪周期性输入时,PMLSM的端部效应和摩擦力所造成的周期性推力波动影响系统的跟踪精度。同时,电动机本身所存在的响应滞后会造成输入与输出之间的相位差,影响系统的跟踪性能。为达到零相位误差跟踪的目的,速度控制器采用伪微分前馈反馈(PDFF),位移控制器采用零相位误差跟踪重复控制(ZPETRC),将重复控制(RC)和零相位误差跟踪控制(ZPETC)相结合,重复控制用以抑制周期性跟踪误差,零相位误差跟踪控制用以减小系统的相位差,实现对周期性输入信号的精确跟踪。理论推导与仿真结果表明,该控制方案有效地抑制PMLSM伺服系统的周期性跟踪误差,补偿了时间滞后所造成的相位误差,使系统对周期性输入信号具有良好的跟踪特性。

抑制直线伺服系统周期性扰动的改进型重复控制

永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但其端部效应造成的与位移相关的周期性推力波动和摩擦力会降低系统的伺服性能。为了削弱周期性扰动的影响,设计了PDFF(伪微分前馈反馈控制)速度控制器和改进型位移重复控制器来抑制周期性扰动的影响,以实现周期性输入信号的精确跟踪。理论推导与仿真结果表明,该方案有效地抑制PMLSM伺服系统的周期性扰动的影响,对周期性输入信号具有良好的跟踪特性。

数控转台回转送进系统动态伺服刚度的H_∞鲁棒控制

数控转台用环形永磁力矩电动机回转送进系统采用直接驱动技术后,对负载转矩变化更为敏感,严重影响系统的动态伺服刚度,使系统的伺服性能大大降低。采用高级PDFF控制结构与H∞鲁棒控制理论相结合的方法,将动态刚度的最大化设计问题转化为H∞鲁棒控制的最小化设计问题来设计控制器。该控制器可以有效地抑制负载扰动对数控转台伺服系统的影响,使系统具有较强的鲁棒性,并获得良好的跟踪响应,在一定程度上解决了系统抗干扰性能与快速跟随性能之间的矛盾。仿真结果表明,与传统的PDFF控制器相比,所提出的基于高级PDFF控制框架的H∞控制器提供了更高的动态伺服刚度来抑制动态扰动。

基于重复控制的高频响直线伺服系统

无铁心永磁直线同步电机具有零齿槽效应、速度范围宽、动态性能高等特点,但其在高精密加工过程中存在的周期性输入和周期性负载扰动会降低系统的伺服性能。为了削弱周期性负载扰动的影响,采用重复控制器和伪微分前馈反馈控制(PDFF)速度控制器来抑制周期性负载扰动的影响。仿真结果表明,所采用的控制系统在实现高频响基础上,有效地抑制了周期性负载扰动对伺服系统的影响并且对周期性输入信号具有良好的跟踪特性。

稳定平台非线性误差伪微分负反馈控制

为了进一步提高稳定平台的抗干扰能力,提出了一种基于非线性误差伪微分负反馈NLE_PDFF控制新方法。首先,建立了稳定平台的数学模型;然后,设计了非线性误差反馈环节和伪微分负反馈控制器;最后,对首次提出的NLE_PDFF控制器在飞行器模拟转台上以5Hz以内频率扰动作用,测试其抗扰动的性能。实验结果表明,对比传统的平方PI控制器,采用NLE_PDFF控制器,系统的扰动隔离度提高34%。该控制器成功应用于某型稳定平台中,经充分考核,验证了其有效性。

三轴运动平台改进型交叉耦合轮廓控制

为了削弱负载扰动及复杂轮廓误差模型对轮廓精度的影响,在单轴中采用比例控制作为位置环控制器,采用PDFF控制作为速度环控制器,以保证单轴跟踪精度.三轴间采用一种轮廓误差估算法来建立轮廓误差模型,运算更为简单.通过改进的交叉耦合控制结构进行轮廓控制器的设计,将轮廓误差的补偿量置于位置控制器前,能够实现跟踪误差与轮廓误差同时减小,以满足三轴运动平台的高精度加工要求.结果表明,改进后的三轴运动平台控制系统具有较高的轮廓精度和较强的抗扰性.

基于CRS算法的控制器优化在直线电机X-Y驱动平台中的应用

设计了应用于半导体封装设备金丝球邦定机的高速高精度直线电机X-Y平台控制器,以达到高速、高精度响应,以及在外界干扰和参数不确定性因素影响下的鲁棒性。通过对PI控制器、PDF控制器和PDFF控制器的性能比较,选择PDFF作为速度环控制器、PID作为位置环控制器的双环控制架构。根据降阶的系统模型、利用基本CRS算法对控制器参数进行优化。仿真和实验结果证明,该控制方案具有良好的响应性能和鲁棒性,加速度可以达到5 g,调整时间为4ms以内。

基于实时位置补偿交叉耦合控制与重复控制的直接驱动XY平台系统设计

永磁直线同步电动机直接驱动XY平台系统在跟踪自由曲线时,由于轨迹的时变性,系统存在较大的轮廓误差,而系统的端部效应及摩擦力造成的周期性扰动也会影响轮廓加工的精度。针对该问题,采用适用于多轴非线性轮廓控制的实时轮廓误差计算法则,建立可用于自由曲线跟踪的XY平台的实时轮廓误差模型,采用实时位置补偿与交叉耦合控制相结合的方法,得到的系统轮廓误差趋近于零。单轴控制器采用重复控制与伪微分前馈反馈速度控制相结合的复合控制器。理论推导与仿真结果表明,该方案能够有效地提高系统的轮廓精度,同时可较好地抑制系统周期性扰动的影响。

基于自抗扰控制的永磁同步电机速度跟踪控制

永磁同步电动机(PMSM)伺服控制系统具有高速、高精度和高响应等优点,PDFF(伪微分前馈反馈)控制可以优化传统PID控制对抑制超调和系统快速性的冲突,但PID和PDFF控制是基于理想被控对象模型所设计的控制器,对象模型参数和外部干扰因素的不确定性可造成控制上的偏差,降低了系统的跟踪性能。为抑制系统的模型参数摄动和外部不确定性扰动,采用"观测+补偿"的自抗扰控制(ADRC)策略,设计速度跟踪控制器抑制扰动,提高控制系统的动态性能及转速跟踪性能。理论推导与实验结果表明,该控制方案有效抑制了PMSM伺服控制系统中的模型和外部扰动的不确定性,提高了系统的跟踪特性和鲁棒性。