零相差跟踪控制器增益特性处理技术

零相差跟踪控制系统增益误差随频率升高而增大,同时零相差跟踪控制器对高频噪声有放大作用.为了解决以上问题,本文研究了一种对零相差跟踪控制器增益特性的处理方法.采用了求解优化问题的思想,通过对优化目标函数及约束条件的设置,使设计得到的补偿器具有低频段增益误差补偿,高频段增益衰减的性能.文中详细介绍了补偿器的设计过程,理论推导了参数计算公式.比较仿真结果表明,所设计的补偿器有效地提高了轨迹跟踪精度,减小了控制器输出噪声含量,有利于提高运动平稳性,对工程实践具有参考价值.

基于开放式数控系统的零相差跟踪控制

在RTX660数控机床上实现了基于PA(power automation)开放式数控系统的零相差跟踪控制(ZPETC)。首先利用PA系统的二次开发功能,采用伪噪声序列和最小二乘法对进给系统模型进行了辨识,根据辨识的系统模型设计了零相差跟踪控制算法。将零相差跟踪控制算法嵌入开放式数控系统的插补器内,实时对插补数据进行计算和校正,改善机床进给系统的运动控制性能。实验证明,通过该方法能够有效改善机床进给系统的频域特性和单轴跟随精度,通过两轴联动加工实验验证,证明该方法能够显著提高数控机床的多轴联动加工精度。

阀控非对称缸非线性系统高精度位置跟踪鲁棒控制研究

针对阀控非对称缸电液位置伺服系统的非线性和不确定因素,采用试验方法建立了等效的线性不确定模型,并在理论线性化模型的基础上确定了抗负载干扰指标,设计了定量反馈(QFT)鲁棒控制器。在发现相位误差较大的情况下,采用零相差跟踪控制器代替前置滤波器,并用设计的零相移低通滤波器来抑制零相差跟踪控制器的高频增益。试验结果证明:改进后的定量反馈控制能够获得更高的曲线跟踪精度。

基于QFT和ZPETC的高精度鲁棒跟踪控制器设计

阐述了定量反馈理论 (QFT)和零相差跟踪控制器 (ZPETC)的基本原理及设计方法 ,并给出了设计实例。在QFT和ZPETC的基础上 ,提出了一种是实现高精度鲁棒跟踪控制的方案 ,采用QFT控制保证系统的鲁棒性 ,通过ZPETC提高系统的跟踪精度。仿真表明 ,这种方法实现了QFT和ZPETC的完美结合 ,很适合高精度跟踪系统的鲁棒控制。

振镜激光跟踪系统的鲁棒复合控制方法

为提高振镜激光跟踪系统的跟踪性能,针对振镜系统在使用过程中存在不确定性的问题,设计了一种基于前馈与反馈的复合控制方法;该控制方法通过零相差跟踪控制器(ZPETC)提高了振镜系统的跟踪性能,并采用了加性分解输出器抑制由系统的不确定性所带来的干扰,然后再通过差分进化算法设计无超调PID控制器来补偿剩余误差;在振镜系统辨识的基础上进行Matlab仿真实验,给辨识模型加入扰动模拟系统参数摄动,通过比较不同控制器下系统的跟踪误差,验证各控制器的作用;仿真结果表明,组合控制器在跟踪过程中能有效降低系统不确定性带来的影响,确保振镜系统拥有良好的跟踪性能。

数控机床高速高加速进给下的跟随误差控制策略

针对数控机床在高速加工中,各进给轴的进给速度和进给加速度高、跟随误差难以控制、零件加工精度无法保证的问题,提出一种模态滤波器与零相差跟踪控制器的综合控制策略。首先通过零极点对消的原理,得到设置在速度环内的模态滤波器,对滚珠丝杠进给系统的一阶和二阶扭转振动模态进行抵消,消除这两阶模态对伺服带宽的限制以继续提高伺服带宽;然后通过对整个伺服进给系统的传递函数近似取逆,得到设置在位置环之前的零相差跟踪控制器,改善伺服进给系统的相位滞后,最终实现数控机床高速高加速进给下的跟随误差控制。仿真结果表明,当进给速度为30m/min、加速度为10m/s2时,与传统的PID控制策略相比,所提出的综合控制策略将跟随误差降低到原来的0.1%以下。

基于DOB和ZPETC的PWM驱动快速反射镜控制方法研究

针对高精度音圈电机快速反射镜PWM驱动方法存在的问题,对快速反射镜控制方法进行了研究。设计了基于干扰观测器(disturbance observer,DOB)和零相差跟踪控制器(zero phase error tracking controller,ZPETC)相结合的鲁棒控制方法。通过系统辨识实验建立了音圈电机快速反射镜的动态模型,利用半实物仿真平台对控制系统的动态性能进行了测试,给出了被控对象的实验记录测量数据及其开环幅频特性曲线bode图。研究结果表明,基于干扰观测器和零相差跟踪控制器的控制方法补偿了外部扰动、模型不确定性以及机械非线性等因素对控制系统性能的影响,系统带宽达到150 Hz以上,快速反射镜伺服系统能够满足光电跟踪系统对快速反射镜的快速性和高精度要求,新方法在性能上有显著的提高,在实际工程中具有较高的应用价值。

阀控非对称缸位置伺服系统鲁棒控制策略研究

针对阀控非对称缸位置伺服系统的非线性和不确定因素,采用实验的方法建立了等效的线性不确定模型,并在理论线性化模型的基础上确定了抗负载干扰指标,设计了定量反馈(QFT)鲁棒控制器。在发现相位误差较大的情况下,采用零相差跟踪控制器代替前置滤波器。实验结果证明使用零相差跟踪控制器能够获得更高的曲线跟踪精度。