雙邊同步帶傳動XY伺服機構控制系統(tǒng)設計.pdf

1、XY伺服機構是一種常見的運動控制系統(tǒng)。近年來,為了滿足大功率、大行程、高速度和高加速度等生產要求,采用雙邊同步帶傳動的XY伺服機構逐漸在工業(yè)生產設備中占有了一席之地。如何對該類系統(tǒng)進行有效的控制也成為了一項亟待解決的課題。為了給出適合實際使用的控制策略,本文主要進行了以下三個方面工作:
　　一、是對被控系統(tǒng)進行建模分析。經驗表明,良好的模型有助于發(fā)現(xiàn)控制中的主要矛盾,也是控制器設計和分析的基礎。本文利用力學方法建立了同步帶傳動系統(tǒng)

2、的數(shù)學模型,并給出了參數(shù)估計的有效方法。進一步,利用系統(tǒng)辨識出的電機模型,本文給出了單軸同步帶傳動伺服系統(tǒng)的完整模型。
　　二、是針對單軸柔性驅動伺服系統(tǒng)的具體控制問題,利用自抗擾控制技術對傳統(tǒng)PID進行合理改進。其中,跟蹤微分器被用來對系統(tǒng)的過渡過程進行“安排”以及提取微分信號,從而避免了系統(tǒng)的過沖響應和噪聲放大。另外,本文還提出了“復合擴張狀態(tài)觀測器”,并用其對Y向伺服系統(tǒng)進行擾動估計,并加以動態(tài)補償。
　　三、是對多電

3、機的協(xié)同控制問題進行了研究。本文引進基于位置指令修正的交叉耦合控制結構代替了經典的交叉耦合結構,提高了協(xié)同控制器的工作效率。然后,分別利用比例調節(jié)器和PD調節(jié)器對系統(tǒng)中兩對同向電機進行了同步控制。最后,給出了一種基于輪廓誤差傳遞函數(shù)的多軸協(xié)同控制器的一般設計方法,并將其應用于本文所研究的XY伺服系統(tǒng)。
　　本文結合實際應用背景,對雙邊同步帶傳動的XY伺服機構的主要控制問題進行了深入研究,給出了相應的控制策略,并利用MATLAB對所