基于turbo pmac高精密伺服直线电机运动控制的研究

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1、PRECISloNLlNEARSERVoMoToRBASEDONTURBoPMACCandidate：Supervisor：Speciality：Researchfield：UniversitV：Submissiondate：PangWenfangProf．LiGuanghuiMachanicalManufautureandAutomationDigitalDesignandManufactureTechnologyGuangdongOceanUniversityApril2012———————————————————’。。。。。。。’。。。。。’ooooo●●o’ooo’。100_●

2、■■■■■●_学位论文答辩委员会组成导师．劣夕侈畦阚t√o哆6j

3、ijL予鹋咳专恢幢爹移多、引钉广东海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：毫与≥与≯j五年。6月¨日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅

4、。本人授权广东海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密口。(请在以上相应方框内打“√”)作者箍名导师签名阳』2年伊5月ff日)晚年以只¨日基于TurboPMAC的高精密伺服直线电机运动控制研究摘要高速高精密数控机床不但要有很高的重复定位精度、低速运动平稳性r更要求有较高的进给速度及加减速度。当进给速度达到60m／rain以上时，滚珠丝杠已经不适台做高速数控机床的进给系统，取而代之的是直线电机进给系统。本文将自行研制的直线电机作为机床进给系统的驱

5、动装置，以光栅尺为反馈元件，采用力矩控制模式，直线电机直接进给系统的最高加速度可以达到59，直线电机进给系统虽然省去了中间的传动环节．但是负载等外部干扰直接作用在直线电机上，这就使得对直线电机的控制变得更加困难。文中采用TurboPMAC作为控制卡，与驱动器一起去控制直线电机，并在此基础上建立了系统模型，为了提高直线电机进给系统的定位精度，对系统的运动控制进行了研究。主要研究内容及其结论：(1)TurboPMAC控制直线电机速度前馈肋口速度前馈PID参数的实验研究。通过TurboPMAC控制直线电机，了解PID参数在伺服控制中的作用，在多种工况下进行了PID参数调节，并在固定工况下进行

6、了运动精度的测量，在负载质量为100kg时，速度在O一260000cts／s范围内的直线电机定位精度达到了50hm。(2)模糊速度前馈PID自调整控制策略研究。根据对各参数的调节经验和对运动精度的影响情况。结合模糊控制理论，设计了模糊速度前馈PID自调整控帝I器：通过PMAC的自定义伺服算法功能，分别采用模糊前馈PID控制和前馈PID控制两种算法，在速度为170000cts／s的情况下做了对比实验。实验结果表明由模糊速度前馈、pID参数、加速度前馈组成的自适应控制器，调试时阶跃响应曲线上升时间较PID控制器小，抛物线响应曲线的跟随误差范围变小。(3)为了克服PID参数调节困难和外界负载

7、干扰，设计了直线电机控制系统的极点配置自适应控制器。通过该系统模型，根据上述参数调节情况，将系统的工况配置到希望的闭环极点。此时系统的超调量为0，阻尼比为1，系统带宽为lOOhz。同时设计了系统参数在线辨识器，通过辨识电机的负载质量和导轨阻尼系数t从而达到电机PID参数在线改变和负载质量在线补偿。研究意义：本文在研究控制卡固有算法的基础上，研究了基于直线电机的模糊控制算法和基于极点配置的自适应控制算法，在一定程度上提高了直线电机的运动精度，促进了精密与超精密加工技术的拄展。关键词：直线电机，运动控制，TurbopMuAC，参数辨识StudyonMotionControlofHighPr

8、ecisionLinearServomotorBasedonTurboPMACAbstractThehigIl·speed，andhighprecisionCNCmachinetOOIgotonlyrequireshighrepeatpositioningaccuracyandlow-speedsmoothmovement，butalsorequireshighfeedrate，highaccelerationandhighdecelerati