二次型价值函数的X-Y精密运动平台预测轮廓控制

为解决X-Y精密运动平台预测轮廓控制中权重系数整定依赖人工经验和耗时较长的问题,提出一种基于二次型价值函数的X-Y运动平台有限控制集预测轮廓控制策略。将双轴机械运动方程、驱动电机、逆变器数学模型相结合,建立统一预测模型;为实现权重系数矩阵的自整定,采用基于李雅普诺夫稳定性分析的离线求解算法,保证连续周期内各误差项收敛;将得到的权重系数矩阵用于统一预测轮廓控制器的在线滚动优化过程,并进行价值函数的寻优。仿真结果验证了所提出的控制策略相比传统控制策略具有更好的轮廓控制精度,且无需人工整定权重系数。

X-Y直线电机精密运动平台的轮廓误差主动补偿

为了减小X-Y直线电机精密运动平台同步控制的轮廓误差,提高系统的控制精度,针对传统交叉耦合控制结构的不足,提出多电机控制系统的轮廓误差主动补偿结构。首先,以永磁同步直线电机为例分析单轴伺服定位跟踪误差,指出跟踪误差和位置参考有关,结合实际工况中参考指令的扰动,将耦合补偿量最终统一为参考指令的校正加入到系统中,提出轮廓误差主动补偿结构,将轮廓误差补偿量分别补偿到各轴伺服的位置环和速度环,并通过仿真和实验进行验证。结果表明:采用主动补偿方法的X-Y两轴运动平台跟踪大曲率复杂轨迹的轮廓误差平均值为20.68μm;单轴跟踪误差最大值为70μm。相比传统交叉耦合控制结构,主动补偿结构轮廓误差精度提高了15.5%,同时降低了单轴的跟踪误差,并能抑制参考指令扰动。

一种数控力/位置控制半实物仿真系统的构建

针对数控系统的力位置控制实现难度大、参数调整复杂的问题,研究了一种基于Quanser Q8卡和Si mulink的半实物仿真系统。以X-Y-Z三轴运动平台为对象,对该系统中软硬件的具体构成进行了设计。通过以Z轴的恒接触力控制为目标,在Si mulink软件中设计了含有位置环和力环的控制器,给出了实际仿真曲线。结果表明,该系统控制器设计合理,参数调整简单,控制效果观察直观。

基于光栅莫尔条纹的精确控制系统设计

随着科技的飞速发展,工业控制要求越来越精确,根据莫尔条纹的特性和工业控制的要求,提出了一种精确控制系统的设计。该设计在硬件方面使用单片机控制X-Y运动平台,同时利用光栅莫尔条纹的特性来监测X-Y运动平台实际运动步数并在数码管中显示,实现一个控制系统的闭环反馈,使系统控制能达到更加精确的效果,在软件方面通过外围板设计了一个人机交互界面实现X-Y运动平台数据的读取和加工,最后通过实验结果来展示该设计是基本可以达到预期的控制效果。