滾珠絲杠伺服系統(tǒng)干擾補(bǔ)償控制.pdf

1、現(xiàn)代機(jī)床業(yè)的發(fā)展日益向著自動(dòng)化、高速化、精密化，柔性化、智能化的方向發(fā)展。滾珠絲杠副是數(shù)控機(jī)床、精密儀器和各種精密機(jī)械設(shè)備中的關(guān)鍵。滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)是典型的位置伺服系統(tǒng)，也是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵組成部分，因此進(jìn)給傳動(dòng)部件動(dòng)態(tài)特性的好壞直接影響到數(shù)控機(jī)床的工作性能和加工精度。而機(jī)床定位精度和跟蹤精度很大程度上取決于進(jìn)給伺服系統(tǒng)的輸出能否準(zhǔn)確地復(fù)制輸入的要求。在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析中，期望能夠預(yù)測非線性因素對伺服性能的影響，如果這些不利影

2、響在進(jìn)行實(shí)際加工生產(chǎn)之前可以減小或消除，則可以降低成本或減少附加試驗(yàn)。
　　本文針對伺服系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種干擾影響其性能的問題，提出有效的解決辦法。提出用速度型干擾觀測器來抑制各種干擾對伺服系統(tǒng)性能的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性。主要原理是將實(shí)際輸出和重構(gòu)模型的輸出之差作為等價(jià)干擾應(yīng)用到重構(gòu)模型，干擾觀測器估計(jì)出這個(gè)等價(jià)干擾并將估計(jì)值作為補(bǔ)償信號應(yīng)用到輸入端，在控制中引入等量補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對干擾的完全抑制。為了使干擾觀測器易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)降

3、低系統(tǒng)的測量噪聲，在干擾觀測器的輸出端串聯(lián)加入一個(gè)相對階次等于或者高于名義模型相對階次的濾波器，稱之為Q濾波器。在模型中加入了一個(gè)傳統(tǒng)的PID控制器，來增強(qiáng)系統(tǒng)的阻尼。在對象的名義模型正確條件下，干擾觀測器和PID控制器的設(shè)計(jì)可以分開獨(dú)立進(jìn)行。該方法對負(fù)載變化、模型不確定性、摩擦、測量噪聲等干擾均能有效抑制，且在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)簡單。
　　最后根據(jù)設(shè)計(jì)思想，用MATLAB/SIMULINK作為工具建立仿真系統(tǒng)模型，進(jìn)行仿真。利用示波