雙邊同步帶傳動XY伺服機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、XY伺服機(jī)構(gòu)是一種常見的運動控制系統(tǒng)。近年來,為了滿足大功率、大行程、高速度和高加速度等生產(chǎn)要求,采用雙邊同步帶傳動的XY伺服機(jī)構(gòu)逐漸在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中占有了一席之地。如何對該類系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制也成為了一項亟待解決的課題。為了給出適合實際使用的控制策略,本文主要進(jìn)行了以下三個方面工作:
　　一、是對被控系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。經(jīng)驗表明,良好的模型有助于發(fā)現(xiàn)控制中的主要矛盾,也是控制器設(shè)計和分析的基礎(chǔ)。本文利用力學(xué)方法建立了同步帶傳動系統(tǒng)

2、的數(shù)學(xué)模型,并給出了參數(shù)估計的有效方法。進(jìn)一步,利用系統(tǒng)辨識出的電機(jī)模型,本文給出了單軸同步帶傳動伺服系統(tǒng)的完整模型。
　　二、是針對單軸柔性驅(qū)動伺服系統(tǒng)的具體控制問題,利用自抗擾控制技術(shù)對傳統(tǒng)PID進(jìn)行合理改進(jìn)。其中,跟蹤微分器被用來對系統(tǒng)的過渡過程進(jìn)行“安排”以及提取微分信號,從而避免了系統(tǒng)的過沖響應(yīng)和噪聲放大。另外,本文還提出了“復(fù)合擴(kuò)張狀態(tài)觀測器”,并用其對Y向伺服系統(tǒng)進(jìn)行擾動估計,并加以動態(tài)補(bǔ)償。
　　三、是對多電

3、機(jī)的協(xié)同控制問題進(jìn)行了研究。本文引進(jìn)基于位置指令修正的交叉耦合控制結(jié)構(gòu)代替了經(jīng)典的交叉耦合結(jié)構(gòu),提高了協(xié)同控制器的工作效率。然后,分別利用比例調(diào)節(jié)器和PD調(diào)節(jié)器對系統(tǒng)中兩對同向電機(jī)進(jìn)行了同步控制。最后,給出了一種基于輪廓誤差傳遞函數(shù)的多軸協(xié)同控制器的一般設(shè)計方法,并將其應(yīng)用于本文所研究的XY伺服系統(tǒng)。
　　本文結(jié)合實際應(yīng)用背景,對雙邊同步帶傳動的XY伺服機(jī)構(gòu)的主要控制問題進(jìn)行了深入研究,給出了相應(yīng)的控制策略,并利用MATLAB對所