浮動定子直線電機(jī)運動誤差一致性及其魯棒控制算法研究.pdf

1、高速高精直線運動平臺是包括半導(dǎo)體行業(yè)在內(nèi)的諸多重要工業(yè)領(lǐng)域的最重要的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備之一。半導(dǎo)體行業(yè)的運動平臺要求更高的速度和加速度以及精密的定位精度。相對于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，直線電機(jī)省去了滾珠絲杠、聯(lián)軸器等中間機(jī)構(gòu)，可以實現(xiàn)更高速度更大加速度下的精密定位運動，直線電機(jī)技術(shù)的發(fā)展也使其在半導(dǎo)體設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。浮動定子直線平臺由于可以在高加速度運動時保持良好的隔振率，使得運動平臺震動較小，在高加速度下實現(xiàn)了高精高速的定位運動。然而，由

2、于直線電機(jī)本身在高速高加速度下的定位精度隨速度、位移命令的變化而出現(xiàn)定位誤差變化較大的不一致性，使得直線電機(jī)的應(yīng)用受到了限制，有必要研究影響其運動誤差一致性的原因及其控制算法。
　　本文以浮動定子直線平臺為研究對象，建立了直線電機(jī)的基本模型，并對此模型進(jìn)行了系統(tǒng)辨識。在系統(tǒng)辨識的基礎(chǔ)上搭建了高速高精運動控制系統(tǒng)，從加速度、速度兩個方面探討了浮動定子直線平臺在不同加速度、位移下的定位誤差不一致性的原因。開展了影響直線電機(jī)一致性的相關(guān)

3、測試和實驗，推測相關(guān)原因并進(jìn)行分析和實驗驗證。通過分析定子浮動與反電動勢的關(guān)系判斷定子浮動并不是影響運動誤差一致性的主要原因，進(jìn)而進(jìn)行了分析并進(jìn)行了實驗驗證。然后，通過系統(tǒng)的控制器參數(shù)變化規(guī)律相應(yīng)的力變化規(guī)律，結(jié)合直線電機(jī)摩擦力辨識實驗結(jié)果，判斷摩擦力的變化對直線電機(jī)的一致性有重要影響。針對加速度的不一致性也同樣進(jìn)行了控制器變化規(guī)律的分析和驗證。最后根據(jù)以上分析設(shè)計了基于模型的變增益反饋及速度加速度前饋波動補(bǔ)償控制算法并開展了相關(guān)實驗，