高速直线伺服系统的学习前馈控制算法及谐振抑制研究

《高速直线伺服系统的学习前馈控制算法及谐振抑制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士专业学位论文ProfessionalMaster’sThesis中文论文题目:高速直线伺服系统的学习前馈控制算法及谐振抑制研究英文论文题目：LearningFeedforwardControlAlgorithmandResonanceSuppressionofHighSpeedLinearServoSystem专业学位类别：机械工程专业学位领域：机械电子工程作者姓名：时军指导教师：杨亮亮副教授完成日期：2017年3月9日浙江理工大学学位论文独创性声明本人声巧所星交的学位论

2、文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人氏经发表或撰写过的巧究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：知輩签字日期；年＞月日３学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江涅工大学有权保留并向国家有关部口或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借閑。本人模权逝空望主去単可糾将学位论文的全部

3、或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可私采巧影、、汇编学位论文印缩印或担描等复制手段保存。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：Ａｔ军签字曰期：＞；年＞月曰１］导师签葦签字曰期：年；月曰］浙江理工大学硕士学位论文高速直线伺服系统的学习前馈控制算法及谐振抑制研究摘要直线伺服系统是一种直接驱动给进的伺服系统，不存在中间任何的的传动环节，直接输出直线运动，具有结构简单、适合高速度和高加速度运动、易于调节和控制等特点，因而被广泛的应用在了高速高精数控系统、半导体制造和精密仪器等领域中。为了

4、发挥其高速高精的特性，需要不断研究控制算法以及设计运动控制器。本文首先介绍了直线伺服系统的二自由度控制策略，针对反馈控制只能保持系统的鲁棒性，而无法提高伺服系统的轨迹跟踪性能的问题。提出一种线性前馈控制器，并对前馈控制器进行参数化。该前馈控制器可以根据伺服系统的建模精度以及输入轨迹规划的阶数调节自身的阶数，到达不同的伺服控制精度。为解决直线伺服固有时滞特性对轨迹跟踪性能的影响，以前馈加反馈复合控制器为基础，分析直线伺服时滞特性对其轨迹跟踪性能的影响。在此基础上设计了前馈环节上的延时控制器,针对延时控制器位于前馈通道时作为一个超前环节控制上

5、无法实现的问题进行了延时控制器重新设计,将延时参数分为两部分，分别调节理想轨迹指令按照整数倍伺服周期延时及前馈控制信号滤波延时以达到补偿时滞的目的。其次随着不断提高的直线伺服系统带宽，直线伺服系统本身的柔性特性的影响愈发明显，导致机械谐振，本文引入“弹簧-阻尼”双惯量模型，对直线伺服系统的谐振特性进行了分析。选用被动式谐振抑制方案，在控制器中加入陷波滤波器，通过matlab仿真验证陷波滤波器对于机械谐振抑制的效果。针对直线伺服系统可以重复运动的特性，对上述前馈控制器、延时控制器、陷波滤波器采用迭代学习控制的方法，可以自动优化控制器参数，提

6、升伺服系统性能。分别介绍了梯度下降法、牛顿法、割线法，对这些迭代方法进行了理论推导，并带入控制器参数，推导可以进行仿真及实验的迭代公式。最后，介绍了实验室的直线伺服系统的硬件和软件平台，并在此之上选择适合的迭代方法，对三种控制器的参数进行迭代优化仿真及实验，验证控制器的作用和迭代优化方法的效果。关键字：直线伺服系统、前馈控制、延时控制、谐振抑制、迭代学习优化I浙江理工大学硕士学位论文高速直线伺服系统的学习前馈控制算法及谐振抑制研究AbstractLinearservosystemisadirectdrivetotheservosystem

7、,thereisnomiddleofanydrivelink.Ithasmanyfeatures,likedirectoutputlinearmotion,withasimplestructure,suitableforhigh-speedandhigh-accelerationmovement,easytoadjustandcontrolfeatures,whicharewidelyappliedinhigh-speedhigh-precisionCNCsystems,semiconductormanufacturingandpreci

8、sioninstrumentsandotherfields.Inordertoexertitshigh-speedhigh-precisioncharacteristics,constantl