基于神经网络的精密运动系统宏动平台辨识

针对精密运动定位系统中宏动平台具有死区与迟滞的复合特性,提出了一种特殊的神经网络结构,将通常用于逼近光滑系统的神经网络模型改进为可以描述非光滑非线性特性的模型,在模型结构中引入一种非光滑激励函数,并引入广义梯度改进麦夸特算法,以用其对精密运动系统的含有非光滑非线性的运动特性进行建模。在所设计的神经网络中,同时也采用了扩展辩识空间方法,首先将迟滞特性的多值映射变为一一映射,而且还证明了采用完备化的算子基对辩识逼近的必要性及其扩展辩识空间的途径。实际辨识结果表明,所提出的建模方法取得了令人满意的结果。

超精密运动系统跟踪误差定量分析

直线或平面电机驱动的超精密运动系统加减速域跟踪误差对建立时间有重要影响,定量分析加减速域跟踪误差并建立解析模型,对减小建立时间有重要的工程与学术价值。针对工程实际中的数字控制系统,该文基于单质量块刚体和双质量块柔性体模型,在离散域建立跟踪误差与前馈控制器、反馈控制器和目标轨迹之间的解析模型,从物理层面深入分析超精密运动系统加减速域轨迹跟踪误差产生机理。定量分析表明,在给定的前馈控制器和反馈控制器作用下,时域上加减速域跟踪误差与目标轨迹特定阶次的导数近似成正比。在跟踪误差定量分析的基础上,提出一种前馈控制器参数整定方法。实验验证误差分析的正确性和前馈控制器参数整定方法的有效性。

精密运动系统的液压轴承和空气轴承

轴承的选择和使用影响着精密运动系统的动态特性和静态特性,随着技术发展和客户需求,促进了非接触式特种轴承的发展,其最大特点是运动部件和静止部件之间没有直接的机械接触,可以从动态设计的角度对误差频谱进行优化,系统有更好的高频特性,适用于对精度和运动平稳性有较高要求的运动系统,本文介绍了非接触式特种轴承中液压轴承和空气轴承的应用。

基于自学习非线性PID的音圈电机精密定位系统

基于音圈电机的精密宏微气浮运动系统,是一种能克服接触摩擦和行程限制的新型精密定位系统。针对系统中用于精密定位的音圈电机受到内外扰动从而影响系统最终定位精度的问题,在建立起音圈电机数学模型的基础上,设计了基于反正弦函数的自学习非线性PID控制器,利用自学习算法对非线性增益函数的增益系数进行实时调整。完成算法设计与仿真后,在搭建的系统平台分别进行了微动台短行程定位和宏微动台的长行程定位实验。仿真和实验结果表明,与传统PID控制器相比较,自学习非线性PID控制器的使用有效提高了系统的鲁棒性和定位精度,系统对位置指令响应迅速无超调,控制精度达到了亚微米级。

双轴精密轮廓运动控制系统设计

本文主要是介绍了一款双轴精密轮廓运动控制系统的硬件设计和软件设计。重点对硬件控制平台的系统整体架构进行了描述,尤其是对硬件部分进行器件性能选型及系统搭建的合理性进行了详细介绍。另外,介绍了利用LabVIEW软件搭建的测试平台及其特点。