直线伺服双位置环动态同步进给的模型参考自适应控制

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本文以国家自然科学基金资助项目《直线伺服双位置环动态精密同步进给理论和实现方法研究(No.50075057)》为背景,针对直线同步进给提出了一种新的控制方案:模型参考自适应控制。 机床采用永磁直线同步电动机直接驱动,省掉了中间的传动环节,消除了机械传动链的影响;又因永磁直线同步电动机采用高能永磁体,具有电磁推力强度高、损耗低、电气时间常数小、响应快等特点。因此,本文提出了在龙门移动式镗铣床同步传动的驱动元件中采用永磁直线同步电机,以发挥其高速的动态响应能力,快速实现同步。 本文提出将解耦控制方法应用于龙门移动式镗铣床的同步传动中。两套伺服系统输出通过机械方式耦合在一起,按同一速度给定信号运动,并无电气参数上的直接耦合关系。由于作用在两台电机上的负载不可能严格相同,所以当两台电机上的负载处于动态变化过程时,便引起了电机速度发生变化,从而引起位置不同步。为了使伺服系统回到同步状态,需要把机械位置的不同步转化为电气控制变量的变化,通过对控制变量的解耦,使其恢复到同步状态。 本文首次提出把一种模型参考自适应控制方案应用于同步传动中。针对龙门移动式镗铣加工中心伺服系统,为了克服因两个龙门立柱运动状态差异形成的机械耦合对双电机系统的影响,本文采用自适应解耦控制技术,先通过前馈解耦,再经过自适应律产生的反馈作用来修改双直线电机控制器的参数,产生同步控制量,使双电机在位置上保持一致,从而实现了双电机的同步传动。 仿真实验表明,本文所提出的控制方案具有速度快,鲁棒性强,同步误差小的优点,对于提高数控机床的同步精度具有重大意义。
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