基于交叉耦合的雙自由度平臺協(xié)同控制.pdf

1、精密和超精密加工過程中對輪廓誤差進(jìn)行有效控制是提高加工精度的根本途徑，但是在多軸加工過程中針對單軸的控制無法有效減少輪廓誤差。
　　本文從工件臺宏動電機(jī)出發(fā)，構(gòu)建一個(gè)基于工件臺X向和Y向直線電機(jī)的雙自由度運(yùn)動軌跡跟蹤系統(tǒng)，對兩個(gè)Y向電機(jī)采取偏差耦合的同步策略來保持其在運(yùn)動方向上的一致，對X和Y采取交叉耦合控制的策略來控制整個(gè)雙自由度系統(tǒng)在跟蹤軌跡曲線過程中的輪廓誤差。
　　X和Y向電機(jī)均為永磁直線電機(jī)，針對直線電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，

2、分析了運(yùn)行過程中所受到的推力波動，以公式的形式給出了其表達(dá)式。由于實(shí)際條件下電機(jī)運(yùn)行的情況復(fù)雜，因此對運(yùn)行過程中的推力擾動進(jìn)行了辨識，并擬合了其模型。在擬合模型的基礎(chǔ)上，采用對控制量直接補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ窒姍C(jī)運(yùn)行過程中這部分推力帶來的擾動。
　　Y向雙電機(jī)由于制造參數(shù)和所受擾動的不一致，在運(yùn)行過程中會存在運(yùn)動方向上的相對偏移，影響整個(gè)系統(tǒng)的精度，為了對這兩個(gè)電機(jī)的相對運(yùn)動進(jìn)行控制，抑制其相對偏移，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的同步策略。
　　為

3、了實(shí)現(xiàn)對軌跡曲線的有效跟蹤，引入了交叉耦合控制，交叉耦合控制是解決多軸系統(tǒng)軌跡跟蹤輪廓誤差控制的有效手段。實(shí)時(shí)的交叉耦合系統(tǒng)與非實(shí)時(shí)交叉耦合系統(tǒng)的區(qū)別在于實(shí)時(shí)系統(tǒng)其耦合增益是一個(gè)時(shí)變的量，運(yùn)行過程中會根據(jù)曲線的幾何特性動態(tài)調(diào)整，因此具有更優(yōu)良的性能。
　　交叉耦合控制的核心是輪廓誤差的獲得，針對任意給定的軌跡，本文給出了幾種不同的輪廓誤差估計(jì)方法，分析了其優(yōu)劣，對其中部分方法給出了仿真結(jié)果。最后基于之前的方法提出了一種新的輪廓誤差