双电机螺旋线运动同步控制.pdf

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1、第3l卷第1期计算机仿真2014年1月文章编号：I006—9348(2014)01～0264一04双电机螺旋线运动同步控制梁永o2’3，张涛1(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京lo0049；3．中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，江苏苏州215163)摘要：在多电机同步优化控制的研究中，针对双电机螺旋线运动下，垂直面圆周运动和水平面直线运动的同步问题，提出了交叉耦合控制策略。采用双回路串级校正方法提高单电机稳态性能，并有效抑制了进入速度环的二次扰动。设计

2、了基于同步误差传递函数补偿的交叉耦合控制器，有针对性地减小同步误差。与传统的交叉耦合控制算法相比较，所设计的交叉耦合补偿器不仅能保证旋转运动电机和直线运动电机精度同步，而且有效抑制系统稳态时产生的同步误差波动，同步质量有了较大提高：关键词：螺旋运动；交叉耦合控制器；同步误差中图分类号：TP3ll5】文献标识码：BDual—MotorSvnchronousControlofHelicalMovementLIANGYon91·2，一，ZHANGTa01(1．ChangchunInstituteof0ptics，Fin

3、eMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，ChangchunJilin130033，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Bejing100049，China；3SuzhouInstituceofBiomedicalEngineeringandTechnology，ChineseAcademyofSciences，SuzhouJin粥su215163，China)ABSTRACT：Thisstudymaillly

4、focusesonsynchronouscontrolofhelicalmovemenf．Acmss—couplingsynchmnouscontr01methodwasputforwardtofuIfiUfhesynchronismbetweenthemtationmoforandhorizonmotorinhelicalmovement．Thecascadecontrolmethodwastakenforimpmvingthestabilityofeachmotor，andefkctivelyinhibite

5、dsecondaqdisturbanceofspeedloop．Thedesignofcmss—couplingcontmllerbasedonsynchmnousermrstransferfunctionpeninentlydecreaseschesynchronou5errors．Whencomparedwiththeconventionalcross—couplingsystem，fhisnewstruclurenoIonlvensuresfheaccuracvofthesvnchronouserrorsb

6、elweenthelwomotor，butalsoavailablyreslrajnslhe—Ppleofsynchm肿usen．0rsjnlhesteady—slate．Bylakjngthjsmelhod，t}letwomotorscankeeppacewitheachotherandsynchronousaccuracyimpmvesalot．KEYWORDS：Helicalmovement；Cmss—couplingconcr0Iler；Synchmnouse丌0rl引言目前在多电机同步控制方面，主要有并

7、行控制，主从控制。1‘，交叉耦合控制2，偏差耦合控制一。并行控制是一种最简单的同步控制方法，优点在于启动和停止阶段系统的同步性能很好，但是由于整个系统相当于开环控制，但运行过程中一台电机受到扰动时，电机间将产生很大偏差，整体同步性能很差。主从控制基本思想是主电机的输出作为从电机的参考输入，所以任何加载在主电机的参考输人或者扰动都会被从电机反应和跟随，但是任何从电机受到的扰动却不会反馈到主电机，因此从电机负载发生变化时，电机问的同收稿日期：2013—05一03—264一步精度得不到保障。交叉耦合控制是偏差耦合控制的

8、特殊形式，当被控对象为两个时，偏差耦合控制成为交叉耦合控制。同前面的控制策略相比，交叉耦合控制主要是将两台电机的速度或者位置信号进行比较，做差后作为附加的反馈信号补偿给各自的控制回路。反馈信号作为附加的参考输入信号，这样系统能反映任何一台电机的负载变化，从而获得良好的同步控制精度‘4。。本文结合双电机螺旋线运动同步控制系统的同步精度的要求，针对传统双电机交叉耦合控制系统补