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出發(fā)，構(gòu)建一個基于工件臺X向和Y向直線電機的雙自由度運動軌跡跟蹤系統(tǒng)，對兩個Y向電機采取偏差耦合的同步策略來保持其在運動方向上的一致，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向電機均為永磁直線電機，針對直線電機結(jié)構(gòu)特點，

2、分析了運行過程中所受到的推力波動，以公式的形式給出了其表達式。由于實際條件下電機運行的情況復(fù)雜，因此對運行過程中的推力擾動進行了辨識，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償?shù)姆椒ǎ窒姍C運行過程中這部分推力帶來的擾動。
　　Y向雙電機由于制造參數(shù)和所受擾動的不一致，在運行過程中會存在運動方向上的相對偏移，影響整個系統(tǒng)的精度，為了對這兩個電機的相對運動進行控制，抑制其相對偏移，設(shè)計了相應(yīng)的同步策略。
　　為

3、了實現(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。實時的交叉耦合系統(tǒng)與非實時交叉耦合系統(tǒng)的區(qū)別在于實時系統(tǒng)其耦合增益是一個時變的量，運行過程中會根據(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