宏-微定位平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、本文密切結(jié)合中國(guó)博士后基金項(xiàng)目---金凸點(diǎn)剪切斷絲高速共面的非線性控制方法研究,以哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所開(kāi)發(fā)的高速度高精度宏/微定位平臺(tái)為研究對(duì)象,利用系統(tǒng)辨識(shí)、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論等工具,探討和研究根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)及利用頻率響應(yīng)辨識(shí)建立宏/微定位平臺(tái)數(shù)學(xué)模型的方法,設(shè)計(jì)具有納米級(jí)定位精度及微秒級(jí)響應(yīng)速度的宏/微定位平臺(tái)控制系統(tǒng)。
　　 本文辨識(shí)過(guò)程采用增量迭代Levy法辨識(shí)宏微定位平臺(tái)系統(tǒng)模型參數(shù),該方法基于Lev

2、y頻域辨識(shí)法但保持原來(lái)的指標(biāo)函數(shù),克服了傳統(tǒng)Levy法受實(shí)驗(yàn)誤差影響較大的缺點(diǎn),具有良好的收斂性。相比于傳統(tǒng)方法,辨識(shí)精度有了較大提高。
　　 控制策略選擇宏定位平臺(tái)及微定位平臺(tái)混合控制的控制策略,其中,宏定位平臺(tái)采用模型參考輸出反饋控制,無(wú)需全狀態(tài)可量測(cè),在系統(tǒng)參數(shù)可知的情況下僅利用宏定位平臺(tái)輸出位移即可實(shí)現(xiàn)對(duì)參考模型輸出的完全跟蹤,基于該控制器設(shè)計(jì)的宏定位平臺(tái)能夠達(dá)到階躍響應(yīng)調(diào)節(jié)時(shí)間短、超調(diào)量小、穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差的控制要求;微定位

3、平臺(tái)以宏定位平臺(tái)的定位誤差為參考輸入,其作用是補(bǔ)償宏動(dòng)平臺(tái)的定位誤差,宏微定位平臺(tái)耦合控制后跟蹤誤差遠(yuǎn)高于宏動(dòng)平臺(tái)定位的微米級(jí)而達(dá)到納米級(jí)。本文采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器與DRFNN相結(jié)合的逆控制方法來(lái)控制微動(dòng)定位平臺(tái),動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器優(yōu)化微動(dòng)平臺(tái)模型線性部分閉環(huán)極點(diǎn)位置,DRFNN補(bǔ)償壓電陶瓷電機(jī)的遲滯非線性,以哈工大機(jī)器人研究所開(kāi)發(fā)的宏微定位平臺(tái)作為被控對(duì)象進(jìn)行仿真研究,仿真結(jié)果表明該控制策略能夠有效補(bǔ)償壓電陶瓷的遲滯非線性特性,控制后宏微定位平臺(tái)階