多軸輪廓系統(tǒng)模型預測控制器分析與設計.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)、云制造、虛擬技術等新型技術以及精密加工和高速切削技術的迅速發(fā)展，先進制造技術對輪廓控制系統(tǒng)提出了更高的要求。為了滿足先進制造技術的要求，近年來，國內外相關學者對如何提高輪廓控制器的精度進行了深入研究，提出了多種輪廓控制方法。由于輪廓控制過程通常是一個多變量耦合的受限控制系統(tǒng)，常規(guī)的控制器不能夠很好的處理輸入輸出、誤差、幅值約束和擾動，因此，高性能的多軸輪廓軌跡控制器設計是精密制造技術亟待解決的難點和熱點問題同時也具有重要的理

2、論意義和應用價值。
　　本文在總結現(xiàn)有輪廓控制技術的基礎上，針對一類平面輪廓控制系統(tǒng)，運用時滯系統(tǒng)的Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性理論，提出了一種穩(wěn)定化增量模型預測輪廓控制算法，建立了保證閉環(huán)預測輪廓控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性充分條件。本文主要研究工作與創(chuàng)新點如下：
　　（1）對于一類擾動可測的離散時間多變量線性系統(tǒng)，提出了一種穩(wěn)定化增量模型預測控制(MPC)算法。以控制增量狀態(tài)空間模型作為預測模型，定義MPC的有限時域

3、最優(yōu)控制問題，得到具有可測擾動前饋-狀態(tài)反饋結構的MPC控制器。利用時滯系統(tǒng)的Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性理論，建立閉環(huán)預測控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性充分條件。最后通過一個仿真實例來驗證本文算法的正確性和有效性。
　?。?）考慮一平面雙軸輪廓控制系統(tǒng)，應用穩(wěn)定化增量模型預測控制算法，設計了多軸輪廓控制器。進一步，針對輪廓系統(tǒng)電機的電流幅值、電流變化幅值，建立輪廓系統(tǒng)的約束條件，再結合所建立的平面輪廓控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，將論