二維精密運(yùn)動平臺的輪廓伺服控制器設(shè)計.pdf

1、精密運(yùn)動控制技術(shù)在超精密機(jī)床、精密醫(yī)療器械、精密測量儀器中應(yīng)用廣泛。為了提高系統(tǒng)的運(yùn)動精度，本文主要以滾珠絲杠驅(qū)動的精密二維運(yùn)動平臺為應(yīng)用背景，對其單軸伺服控制器及輪廓伺服控制器進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計與性能分析，從伺服算法層面上來提高系統(tǒng)的運(yùn)動精度。
　　首先，本文采用理論推導(dǎo)與Matlab數(shù)值仿真的方法，對單軸全閉環(huán)控制模型進(jìn)行了仿真建模，對單軸進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了三環(huán)仿真，在運(yùn)動控制器中閉合位置環(huán)，在驅(qū)動器中閉合環(huán)速度環(huán)和電流環(huán)。為了簡化控

2、制模型，本文將速度控制單元簡化為一階慣性環(huán)節(jié)，完成了對單軸伺服全閉環(huán)控制系統(tǒng)的建模。
　　然后，本文采用非線性PID算法對單軸伺服控制系統(tǒng)的位置環(huán)進(jìn)行了單獨(dú)設(shè)計，提高了控制系統(tǒng)的定位精度?；趶?fù)合控制原理，設(shè)計了速度前饋和干擾觀測器，提高了系統(tǒng)的速度跟隨性能，減小了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟隨誤差，也進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的魯棒性。在此基礎(chǔ)上，本文采用變增益的交叉耦合控制算法設(shè)計了二維工作臺的輪廓控制器，將開環(huán)的輪廓控制變?yōu)殚]環(huán)的輪廓軌跡控制，進(jìn)一步