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滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法技术方案

技术编号:41533896 阅读:29 留言:0更新日期:2024-06-03 23:11
发明专利技术提供滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法。该方法将滚珠丝杠传动系统的位置与负载作为调度参数,通过系统辨识获取了不同调度参数下的模型参数,建立了可以精确描述其变动力学的线性变参数模型。将该控制方法在上位机设计完成后下载到实时控制器,采用伺服驱动器输入控制电压,采用光栅尺测量实时输出位移,实时控制器实时采集输出位移信号,反馈给增益调度控制器形成闭环控制。该建模与控制方法能精确的描述滚珠丝杠传动系统变动力学,同时提升滚珠丝杠传动系统的轨迹跟踪精度和控制系统鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动力学建模,特别涉及滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法


技术介绍

1、随着精密制造技术的快速发展,具有高刚度、对外力和惯性变化的低敏感性、摩擦力小、可以达到微米级的精度的滚珠丝杆被广泛应用于精密制造工程应用中,如数控机床、半导体制造设备、航空航天设备等。然而,滚珠丝杆运动过程中工件台位置和负载的变化导致其动力学发生变化,严重影响了滚珠丝杆的轨迹跟踪精度,甚至导致控制系统的不稳定。由于滚珠丝杆的变动力学特性的复杂性,对其进行建模和控制是一个巨大的挑战。

2、大量的研究集中在滚珠丝杆的线性变参数建模和控制上。在线性变参数建模方面,滚珠丝杆的线性变参数建模方法一般分为四大类:集中质量建模,分布参数建模,有限元建模,插值建模。其中,插值建模方法是结合物理建模和实验辨识建模的建模方法,由于其实现方法简单,被广泛应用于线性变参数建模。然而,插值建模方法的插值网格维度和数量随调度参数数量呈指数级增长,使得该模型十分复杂和调度空间十分巨大,导致该插值模型难以应用。


技术实现思路>

1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法,其特征在于,步骤1)中,滚珠丝杠传动系统线性变参数模型如下所示:

3.根据权利要求1所述的滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法,其特征在于:步骤2)中估计方法采用了闭环频域辨识方法得到工件台位移输出y的辨识结果;辨识传递函数如式(6)所示;

4.根据权利要求3所述的滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法,其特征在于,步骤2)具体包括以下子步骤:

5.根据权利要求1所...

【技术特征摘要】

1.滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法,其特征在于,步骤1)中,滚珠丝杠传动系统线性变参数模型如下所示:

3.根据权利要求1所述的滚珠丝杠传动系统线性变参数建模与增益调度控制方法,其特征在于:步骤2)中估计方法采用了闭环频域辨识方法得到工件台位移输出y的辨识结果;辨识...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄涛邓鹏王见刘峻铭周仁杰张涧珲何涛王郑扬
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:

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