基于ZPETC和CCC的直驱XY平台高精度控制

针对直接驱动XY平台轮廓加工中存在的电气——机械延迟、系统参数不确定性及两轴驱动系统参数不匹配等因素的影响,提出了将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)与交叉耦合控制器(CCC)相结合的控制策略对两轴的运动进行协调控制,实现跟踪误差与轮廓误差同时减小。ZPETC作为前馈跟踪控制器,克服了伺服滞后,使系统实现准确跟踪,减小了跟踪误差;CCC作用于两轴之间,用以增加两轴间的匹配程度,以减小轮廓误差。仿真和实验结果表明所提出的控制方案具有较好的跟踪性和鲁棒性,进而大大提高了跟踪精度和轮廓精度。

最优ZPETC在数控机床伺服跟踪控制中的应用研究

在高精度数控机床伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差。为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2-范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器。该方案在保持系统零相位误差的同时,改善了系统增益性能,从而提高跟踪精度,这一点已得到仿真结果的证明。

基于复合模糊控制和ZPETC的无铁心直线电机控制器的仿真研究

针对直线电机的非线性严重和多变量高度耦合性,传统的控制方法难以达到要求,提出了一种基于复合模糊控制和ZPETC相结合的无铁心直线电机控制器。建立了关于直线电机的数学模型并且得到了速度与电压之间的传递函数;利用Ziger-Nichlol法整定PID控制器的参数;进行了这种新型直线电机控制器的设计,包括整体设计、复合模糊控制器的设计、ZPETC控制器的设计。最后进行了Matlab/simulink仿真,结果表明:和PID控制器相比,采用的基于复合模糊控制和ZPETC的新型控制器提高了系统的动态性能和稳态精度,具有更好的控制性能,验证了设计方案的可行性。

基于ZPETC的雕刻机直流伺服控制系统设计

为了提高雕刻机的跟踪性能和定位精度,首先在其直流伺服控制系统设计中引入了零相位误差跟踪控制器(ZPETC),然后通过模型辨识、非线性摩擦补偿及干扰观测器的设计来克服ZPETC存在的对系统建模误差和参数变化敏感的缺点。在上述研究的基础上,采用TMS320F2812型DSP设计了集ZPETC、PD控制器及干扰观测器一体的直流伺服控制系统。实验结果表明:为雕刻机所设计的直流伺服控制系统不仅有鲁棒性强和抗干扰能力强的特点,而且有良好的定位精度和跟踪性能。

最优ZPETC在伺服跟踪控制中的应用

在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差。为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2-范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF),将此滤波器与ZPETC串联构造成最优ZPETC。仿真结果表明,该优化设计方案,既补偿了相位误差,又改善了系统的增益性能,从而提高了系统的跟踪精度。

基于数字前置滤波器优化的ZPETC在伺服跟踪控制中的应用

在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差。为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2?范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF),将此滤波器与ZPETC串联构造成新的前馈控制器。仿真结果表明,采用本文提出的优化设计方案,既补偿了相位误差,又改善了系统的增益性能,从而提高了系统的跟踪精度。

基于ZPETC和DOB的直线电机控制器设计及实验研究

直线电机驱动系统中存在的负载力、推力波动等干扰力会引起跟踪误差,降低跟踪性能。干扰观测器可以检测并补偿干扰,有效提高系统的抗干扰能力。前馈控制是提高系统跟踪性能的另一种方法,如直接速度前馈控制器、零相位误差跟踪控制器等,可以有效提高系统带宽,提高跟踪性能。针对直线电机在抗干扰和动态响应方面的需求,该文研究了基于直接速度前馈控制器、零相位跟踪控制器和干扰观测器的直线电机控制方法,并给出实验结果。结果表明,直接速度前馈控制器使位置能够无静地跟踪二阶指令输入,干扰观测器能够很好的抑制推力波动和摩擦力的影响,零相位跟踪控制器能够提高位置闭环带宽,改善跟踪性能,特别是三阶位置指令输入时的跟踪误差。

基于ZPETC-FF和DOB的精密运动平台控制

光刻机的工件台和掩模台采用长行程直线电机宏动跟随平面电机高精密微动的复合运动方式,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位.为减小平面电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机精密运动平台的跟踪精度.提出一种零相位误差跟踪控制器加前馈(ZPETC-FF)和干扰观测器(DOB)相结合的复合控制方法,以提高直线电机宏动精密运动平台的运动精度.ZPETC-FF作为前馈跟踪控制器,有效提高了系统带宽和跟踪性能,减小了系统的动态跟踪误差;DOB作为鲁棒反馈控制器,补偿了外部扰动、未建模动态和系统参数摄动等,有效提高了系统的抗干扰能力.实验表明,所提出的控制方法与传统的控制方法相比,不仅提高了系统的动态跟踪性能,而且还具有更强的抗干扰能力.

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。

最优ZPETC在高精度直线伺服跟踪控制中的应用

在高精度直线伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差.为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2-范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF).该方案在保持系统零相位误差的同时,改善了系统的增益性能,从而提高了跟踪精度,这一点已得到仿真结果的证明.

基于ZPETC和混合灵敏度复合控制的交流伺服系统

针对永磁同步电机(PMSM)交流伺服系统,提出了基于零相位误差跟踪控制(ZPETC)和混合灵敏度的复合控制方法,以解决交流伺服系统的快速跟随性能和抗干扰性能的矛盾.首先根据混合灵敏度控制方法设计了保障系统鲁棒稳定性和抗干扰性能的控制器,然后将包括混合灵敏度控制器在内的闭环系统整体看成被控对象,将其离散化后,进行ZPETC的设计.ZPETC保障了系统的跟随性能.仿真结果表明,所提出的复合控制方法在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时,对系统参数变化和负载扰动也具有很强的鲁棒性.

基于ZPETC与重复控制的三相四桥臂有源电力滤波器控制策略研究

针对有源电力滤波器现有电流环控制结构复杂、带宽有限的问题,本文提出了基于ZPETC与重复控制的高精度电流环控制策略。利用带惯性的微分环节对控制对象的幅频特性进行校正,利用重复控制高增益的特点设计电流闭环,提高了系统鲁棒性。将重复控制与ZPETC相结合,确保了整个中低频段较大的开环增益,提高了有源电力滤波器的补偿带宽。同时利用参考电流信号前馈到ZPETC,解决了重复控制动态响应速度慢的问题。本文提出的电流环控制策略补偿精度高,响应速度快。仿真结果验证了所提出控制策略的正确性和有效性。

高精度伺服系统的ZPETC控制仿真研究

为满足数控伺服系统高精度和快速响应的性能要求,设计了一种新型零相位误差跟踪控制器,实现对象的零相位和单位幅值跟踪控制。分析了零相位误差跟踪控制算法的工作原理,证明了其控制效果的无差性。结合数控伺服系统的特性,介绍了控制系统的设计方法和控制过程。MATLAB仿真结果表明,系统具有更宽的输入频率带宽,更低的输入输出幅度和相位误差,输出信号可十分精确地跟踪正弦和随机输入信号。对于数控伺服系统及其它具有快速响应和高精度性能要求的系统,ZPETC具有很好的控制效果和广泛的应用前景。

基于ZPETC和DOB的直线伺服系统鲁棒控制

针对直线伺服系统存在的外部扰动、系统参数变化、非线性摩擦等不确定性因素对系统的影响,采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器(DOB)相结合的控制方法,通过ZPETC来提高系统的快速跟踪能力,减小系统的跟踪误差,并通过DOB来减小不确定因素对系统的影响,从而同时提高系统的定位精度和鲁棒性。仿真结果表明,所提出的控制方案是有效的,能够明显提高系统的定位精度。

直接驱动XY平台零相位误差跟踪新型交叉耦合控制

针对直接驱动XY平台高精密轮廓加工中存在的电气——机械延迟、系统参数不确定性及两轴驱动系统参数不匹配以及扰动等因素影响轮廓加工精度的问题,提出了将零相位误差跟踪控制(ZPETC)与新型交叉耦合控制相结合的策略对两轴的运动进行协调控制,实现跟踪误差与轮廓误差同时减小。ZPETC作为前馈跟踪控制器,提高了快速性,克服了伺服滞后,使系统实现准确跟踪,减小了跟踪误差,进而有利于减小轮廓误差;新型交叉耦合控制作用于两轴之间,将轮廓误差作为直接被控量进行实时补偿控制,特别有效地提高了轮廓精度并简化了控制器设计。仿真和实验结果表明所设计控制系统具有较好的跟踪性和鲁棒性,进而大大提高了跟踪精度和轮廓精度。

数控机床直线电机进给伺服驱动的摩擦力和扰动抑制措施

针对永磁直线同步伺服电机 (PMLSM)直接驱动数控机床伺服系统 ,提出了一种基于摩擦力和扰动补偿的零相位误差跟踪控制策略。以解决摩擦力和扰动对系统性能的影响。零相位误差跟踪控制器保证了快速性 ,使系统实现准确跟踪 ;而补偿制器克服了摩擦和扰动等不确定性影响 ,保证了系统具有较强的鲁棒性和定位精度。仿真结果表明 。

永磁同步直线电机SFLA-FUZZY的PID控制

针对永磁同步直线电机,提出了一种混合蛙跳结合模糊控制器的PID控制方法。设计了模糊控制器,编写混合蛙跳算法,搭建了永磁同步直线电机模型和SFLA-FUZZY(混合蛙跳与模糊控制器)结合控制的Matlab仿真模型。通过仿真对比了电机分别在传统PID、模糊控制器、SFLA-FUZZY控制条件下的运行状况。仿真分析表明,SFLA-FUZZY控制的响应速度更快,超调量更小,具有较好的动静态性能。

永磁直线同步伺服电机的零相位二自由度H_∞鲁棒跟踪控制

针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制(ZPETC)和H∞鲁棒控制相结合的二自由度鲁棒跟踪控制策略,以解决系统的快速而精确的跟踪控制性能和抗扰性能之间的矛盾。零相位误差跟踪控制器保证了快速性,使系统实现准确跟踪;而H∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响,保证了系统具有较强的鲁棒性能。仿真结果表明,该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性。

永磁同步电动机伺服系统自校正零相位误差跟踪控制

针对基于零相位误差跟踪控制器(ZPETC)的永磁同步电动机伺服系统易受系统参数变化的影响,本文采用递推最小二乘法对永磁交流伺服系统的转动惯量和粘滞摩擦系数进行了在线估计,并利用根据辨识得到的转动惯量与粘滞摩擦系数对ZPETC进行在线调整,使系统在参数变化时仍然具有良好的跟踪性能。为了克服负载转矩突变对伺服系统的不良影响,还设计了一个参数可以根据辨识得到的转动惯量和粘滞摩擦系数自动更新的负载观测器,该观测器可以使系统在参数变化时仍然能够精确地观测系统的负载转矩,进行精确的前馈补偿,从而大大提高了伺服系统的抗干扰性能。仿真结果表明,此控制方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时,对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性。

高速钢轨探伤车自动对中控制系统的设计与实现

根据高速探伤需要,为超声波探头设计了抗蛇行运动和垂向振动的电液伺服系统来保证探头与钢轨相对位置保持不变,为实时探伤提供了可靠的保障。该系统已达到设计要求,目前已装车在环铁实验。但由于现场工况复杂,有必要引入前馈控制来进一步提高跟踪性能。本文针对自适应零相位控制算法,进行了数值仿真计算,以备在实际中应用。