一种精密气悬浮系统的自适应控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种精密气悬浮系统的自适应控制方法及系统，涉及自动化技术领域，包括建立精密气悬浮系统数学模型；建立自适应控制器；基于李雅普诺夫稳定性理论调整所建立的自适应控制器；采用调整后的自适应控制器对精密气悬浮系统数学模型的输出进行自适应控制；将自适应控制方法应用到精密气悬浮系统中，能够实现对系统的有效控制，以避免控制系统对精密气悬浮的模型的依赖性，补偿制造误差和环境干扰，确保整个控制系统的全局渐进稳定性，提高了系统的可靠性和对参数变化的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种精密气悬浮系统的自适应控制方法及系统
本专利技术涉及自动化
，尤其涉及一种精密气悬浮系统的自适应控制方法及系统。
技术介绍
目前，精密运动平台中传统的旋转伺服电机结合滚珠丝杠传动的导向方式已逐渐被无摩擦支撑技术和无摩擦直接驱动技术所取代，而采用以气浮技术为导向和轴承支撑形式的精密气浮运动平台正逐渐在高速度高精度伺服运动领域中崭露头角，其以直线电机直接驱动的方式来消除系统内的摩擦、死区等非线性干扰，结构上具有无机械接触的特点，能在长行程范围内实现亚μm甚至nm级的定位精度。精密气浮运动平台具有高精度、无摩擦、低污染等优势，被广泛应用于光刻技术、超精密加工、生物检测技术、纳米表面形貌测量等领域，并不断向高速度、高加速度、高精度方向发展。同时，对于气浮运动平台来说，外界扰动(如直线电机的力波纹、驱动器内的电噪声和测量噪声、线缆产生的线缆力等)、环境改变以及系统参数的变化都会直接影响平台的运动精度。此外精密气浮运动部件可能处于振动较大的工作环境中，其振动的消除也是一大问题。传统抑制振动的方法是通过被动的隔振，减振的方法来起到减振的目的，而这些方法比较被动、死板、适应性差，不能对多变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精密气悬浮系统的自适应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S10、建立精密气悬浮系统数学模型；S20、建立自适应控制器；S30、基于李雅普诺夫稳定性理论调整所建立的自适应控制器；S40、采用调整后的自适应控制器对精密气悬浮系统数学模型的输出进行自适应控制。

【技术特征摘要】
1.一种精密气悬浮系统的自适应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S10、建立精密气悬浮系统数学模型；S20、建立自适应控制器；S30、基于李雅普诺夫稳定性理论调整所建立的自适应控制器；S40、采用调整后的自适应控制器对精密气悬浮系统数学模型的输出进行自适应控制。2.根据权利要求1所述的精密气悬浮系统的自适应控制方法，其特征在于，步骤S30所述的基于李雅普诺夫稳定性理论调整所建立的自适应控制器，具体为：基于李雅普诺夫稳定性理论调整自适应控制器的自适应控制律。3.根据权利要求1所述的精密气悬浮系统的自适应控制方法，其特征在于，步骤S10所述的建立精密气悬浮系统数学模型，具体如下：其中，q为精密气悬浮系统的振动轨迹参数，C为系统阻尼，Kb为系统频率，d为环境扰动，u为精密气悬浮系统数学模型输入。4.根据权利要求1所述的精密气悬浮系统的自适应控制方法，其特征在于，步骤S20所述的建立自适应控制器，具体如下：其中，e1为系统跟踪误差，e1＝q-qd，q为精密气悬浮系统的振动轨迹参数，qd为精密气悬浮系统的参考振动参数，矩阵K＝[k1k2]，k1和k2分别是矩阵的向量，C为系统阻尼，Kb为系统频率，d为环境扰动，u为精密气悬浮系统数学模型输入。5.根据权利要求4所述的精密气悬浮系统的自适应控制方法，其特征在于，所述的精密气悬浮系统数学模型输入，具体如下：其中，Y是正定矩阵，为自适应参数估计值，α为自适应增益，P是对称矩阵，uh用于实现跟踪性能指标，γ为控制增益，γ＞0，us用于消减外界干扰带来的影响，us＝-ηsgn(BTPe)，η是鲁棒补偿系数，η＞|ΔF|，ΔF表示系统的不确定性；根据公式(3)调整所建立的自适应控制器，具体如下：其中，为估计误差，θ*为自适应参数。6.根据权利要求2所述的精密气悬浮系统的自适应控制方法，其特征在于，所述的基于李雅普诺夫稳定性理论调整自适应...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌翔，张昱，秦昊，张东波，杨瑞，魏千洲，刘智，林利彬，
申请(专利权)人：广东省智能制造研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44