基于矢量误差的前馈参数寻优方法研究.pdf

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1、DesignandResearCh设计与研究基于矢量误差的前馈参数寻优方法研究木侯明①②付兴建①柏森①周惠兴②(①北京信息科技大学自动化学院，北京100192；②中国农业大学工学院精密直驱技术研究所，北京100083)摘要：总结了一类变凸椭圆活塞加工特点。分析了经典PID控制在该类加工中的不足。提出了自适应前馈+反馈的控制架构；分析了前馈参数的单调性与独立性，提出了基于矢量误差的独立PI参数寻优方法。先进行MATLAB仿真验证，采用遗忘因子的递推最小二乘法对相角及幅值进行辨识。获得了确切的效果；之后在DSll04直

2、线伺服系统中进行了应用，获得了良好效果。该方法可调参数物理意义明晰，算法简洁，易于调节，稳定性较好，易于应用。关键词：前馈；自适应；相位和幅值；PI寻优；递推最小二乘中图分类号：TP202+2文献标识码：AResearchonoptimizingmethodoffeedforwardparametersbasedonvectorerrorHOUMing①②FUXingjian①，BAISen①，ZHOUHuixing②，((~)AutomationLaboratory，BISTU，Beijing100192，CHN

3、；(~)PERC，EngineeringInstitute，CAU，Beijing100083，CHN)Abstract：Itillustratesthemachiningworkfeaturesofakindofvariableconvexellipsepiston，andanalyzesthede—ficienciesofthePIDintheapplication，andputsforwardsthestructureofadaptivefeedforward+feed—back．Itanalyzesthem

4、onotonieityandindependencethefeedforwardparameters，andputsforwardsanindependentPIoptimizingmethodoftheparametersbasedonvectorerror．FirstlythemethodistestedinMATLAB，andadoptsRLSwithforgettingfactorintheidentificationoftheerorofphaseandampli·tude，andgetstheexact

5、effect．LaterthemethodisappliedinDS1104linearservosystem，theeffectisgood．Theadjustableparametersofthemethodhaveclearphysicalmeaning，simplealgorithm，easyad—justment，goodstability．Itissuitableforengineeringapplications．Keywords：feedforward；adaptive；phaseandamplit

6、ude；PIoptimizing；RLS直线电动机，因为省去了中间的传动机构、动子无值也略大于标准轮廓。本文主要基于矢量误差研究两铁芯轻量化设计等，使其具备了高精度、高动态性的性个品质参数的自适应补偿方法。能。目前在需要高精度、高动态特性的加工场合，直线标电动机的应用具有替代传统旋转电动机系统的趋势。直线伺服电动机伺服变凸椭圆活塞车床结构图见文献[2]。对于机械加工系统，以本文研究的直线伺幅度服系统为例，是典型的惯性时延系统，时延会造成加工的形位误差，主要因伺服系统的延迟引起的进给延迟；图1加工活塞的延迟轮廓另外进

7、给幅度的衰减，会使得活塞尺寸变大。这两个主要的误差会严重影响活塞与缸体的配合，是车削过1控制系统架构设计程需要保证的两个重要产品工艺参数。一个实际加工测试活塞轮廓数据见图1，标准的活塞轮廓应该是长现代控制各种新方法是前馈和反馈控制思想的智轴为水平的，实际的加工曲线长轴方向延迟角，其幅能化延伸和融合。例如迭代学习控制可归结为前馈控国家重大科技专项“CK9555大功率船用柴油机活塞加工用变椭圆车床(2011ZX04002—132)；北京自然科学基金资助项目(4132009)zU10r~-1簪u制范围，鲁棒控制可归为反馈

8、控制范畴、神经网也增加，反之减少；A：增加，补偿幅值C也一定增加，络、最小二乘、卡尔曼滤波等一些先进的数据处理方法反之减少。根据图4进一步分析，可得到另一个很好在前馈和反馈方法中都有很多的应用。一般来说控制的特性B：当系统输出与控制目标相角接近到0时，A方法获得的信息越多，控制效果越优秀，其复杂程度越变动主要影响角，而近乎不影响幅值y；A变动主要高，设计、使