多電機(jī)伺服系統(tǒng)耦合同步控制研究.pdf

1、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)伺服系統(tǒng)的控制精度和功率要求越來越高。隨著大慣量、大功率負(fù)載的伺服系統(tǒng)需求逐步增加，單電機(jī)驅(qū)動(dòng)由于輸出力矩有限，往往在驅(qū)動(dòng)大慣量負(fù)載時(shí)無法滿足控制性能要求，進(jìn)而影響生產(chǎn)效率。近來，多電機(jī)伺服系統(tǒng)的研究為解決大慣量負(fù)載控制問題提供了一條有效途徑。然而，多驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)中存在電機(jī)之間的相互耦合關(guān)系，使得系統(tǒng)的軌跡跟蹤和同步控制精度難以同時(shí)保證。
　　本文以多電機(jī)伺服系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，研究了多電機(jī)伺服系統(tǒng)的同步

2、控制及整體設(shè)計(jì)方案，本文的主要工作如下:
　　首先，對(duì)多電機(jī)伺服系統(tǒng)進(jìn)行建模和特征分析。在考慮綜合擾動(dòng)的情況下，構(gòu)建多電機(jī)伺服系統(tǒng)的速度環(huán)模型。在其基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于模糊自抗擾的多電機(jī)跟蹤控制器和基于自適應(yīng)積分滑模的多電機(jī)同步控制器。引入模糊策略對(duì)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的參數(shù)進(jìn)行整定，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。在傳統(tǒng)相鄰耦合策略的基礎(chǔ)上，通過引入耦合因子，提出一種改進(jìn)型相鄰耦合策略，并一步結(jié)合滑?？刂疲瑯?gòu)造自適應(yīng)積分滑模型相鄰耦合速度同步控制

3、器，將切換增益大小控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，有效降低了滑模的抖振現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。最后通過仿真驗(yàn)證了所提出算法的有效性。
　　建立多電機(jī)系統(tǒng)的位置環(huán)模型，提出一種偏差均值耦合位置環(huán)同步策略，結(jié)合快速非奇異終端滑模算法設(shè)計(jì)了多電機(jī)伺服系統(tǒng)的位置環(huán)同步控制器，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)同步誤差在有限時(shí)間內(nèi)收斂;提出一種基于初態(tài)迭代學(xué)習(xí)控制律的多電機(jī)伺服系統(tǒng)位置環(huán)跟蹤控制器設(shè)計(jì)方法，放寬了迭代學(xué)習(xí)初始定位的條件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重復(fù)運(yùn)動(dòng)性能的提高，

4、并對(duì)控制器進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　在迭代學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合自抗擾控制和迭代學(xué)習(xí)控制各自的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步提出自抗擾迭代學(xué)習(xí)跟蹤控制策略。將自抗擾控制中的有限時(shí)間跟蹤微分器和擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器與迭代學(xué)習(xí)控制相結(jié)合，分別設(shè)計(jì)基于迭代有限時(shí)間跟蹤微分器和迭代擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的迭代學(xué)習(xí)跟蹤控制器，實(shí)現(xiàn)了迭代初始值的優(yōu)化及跟蹤精度的提高，仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提出的算法的有效性。
　　最后針對(duì)選定的雙軸雕刻機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器，搭建了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。完成