基于多轴同步滑模控制的积分分离PID算法的研究.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术No．82015年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2015文章编号：1001—2265(2015)08—0097—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．08．025基于多轴同步滑模控制的积分分离PID算法的研究冰程文雅，罗亮，刘知贵(西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621010)摘要：为了提高多轴系统之间的同步性能，采用积分分离PID算法来解决传统耦合同步控制算法的增益常数难以确

2、定的问题。多轴间的同步误差先经过积分分离PID预处理再引入到滑模控制的切换函数中。使得滑模控制律的设计中不仅有系统的位置误差又包含系统的同步误差，同时为了保证了滑模运动的动态品质滑模运动采用指数趋近律。基于Lyaunov稳定性分析原理证明了设计算法的渐进稳定性。最后与无耦合补偿的双轴系统比较，验证了所设计算法不仅能保证单轴系统的运动性能，而且还有效的提升了多轴间的同步性能。关键词：积分分离PID；耦合补偿；滑模控制；多轴同步中图分类号：TH165；TG659文献标识码：ABasedontheMulti-axisSync

3、hronousSlidingModeControlofIntegralSeparationPIDAlgorithmResearchCHENGWen—ya，LUOLiang，LIUZhi—gui(SchoolofManufacturingScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mian—yangSichuan621010，China)Abstract：Inordertoimprovethesynchronizationperforma

4、ncebetweenthemultipleaxissystem，theinte—gralseparationPIDalgorithmisusedtosolveproblemsofthetraditionalcouplingsynchronizationcontrolal—gofithmgainconstantisdificulttodetermine．Multi—axissynchronizationerrorfirsthandledbytheintegralseparationPIDthenintroducedint

5、otheslidingmodecontrolofswitchingfunction．Makesthedesignofslid—ingmodecontrollawisnotonlycontainthethesystemerrorandalsosystemsynchronizationeror，atthesametimeinordertoensurethatthedynamicperformanceoftheslidingmodemotion，slidingmodemotionusingexponentialreachin

6、glaw．OnthebasisoftheprincipleofLyaunovstabilityanalysistheasymptoticsta—bilityofthealgorithmisproved．Finallycomparedwithbiaxialwithoutcouplingcompensationsystem，thedesignalgorithmisverifiedthatitcannotonlyensureuniaxialmotionperformanceofthesystem，butalsocaneffe

7、ctivelyenhancethemulti-axissynchronizationperformance．Keywords：integralseparationPID；couplingcompensation；sliding—modecontrol；multi—axissynchronous扰动引起的误差也仅靠自身的闭环反馈去调节，其它0引言轴不能做出相应的补偿。各执行机构之间不能同步协随着自动化程度的加深，人们的生产和生活与机调控制必然会影响系统的整体性能，甚至会因为不协器人的联系更加密切，因而对机器人的控制也提出

8、了调运动导致各轴受力不均衡，从而过度磨损系统机构更高的要求。尤其是随着工业化的快速发展，工业机的严重后果。器人逐渐替代人力劳动被越来越广泛的应用。在很1980年由美国密歇根大学Y．Koren针对双轴运多场合下要求机器人的各轴之间协调同步控制，从而动平台率先提出交叉耦合同步控制方法。在该控制达到更高的控制精度保证系统的可靠性，使系统