數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的H-,∞-魯棒速度控制器設(shè)計(jì).pdf

1、數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)為較好地解決復(fù)雜、小批量、精密、多變的零件加工問(wèn)題，提供了一種有效的自動(dòng)化加工手段。目前，數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)普遍采用PID控制方法，其優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)便、易于實(shí)現(xiàn)，但存在魯棒穩(wěn)定性問(wèn)題。如何提高系統(tǒng)魯棒性是伺服進(jìn)給系統(tǒng)的控制中一個(gè)重要課題。H<,∞>控制作為一種魯棒性設(shè)計(jì)方法，它能彌補(bǔ)現(xiàn)代控制理論對(duì)數(shù)學(xué)模型的過(guò)分依賴，在設(shè)計(jì)過(guò)程中既考慮了對(duì)象模型不確定性，又兼顧了系統(tǒng)的瞬態(tài)性能及抗擾性能，并能將系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性和系統(tǒng)性能要求

2、轉(zhuǎn)化為H<,∞>范數(shù)意義下的最優(yōu)問(wèn)題或H<,∞>標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。 半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)主要采用“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”的傳動(dòng)方式，但中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的存在使得傳動(dòng)系統(tǒng)剛度降低、魯棒性變差，并使系統(tǒng)的響應(yīng)速度、位移響應(yīng)都變慢，嚴(yán)重地限制了切削速度和加工精度的提高，革除中間傳動(dòng)與變換環(huán)節(jié)勢(shì)在必行。這就使得一種嶄新的進(jìn)給傳動(dòng)方式——直線伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。 本文根據(jù)高速數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的具體要求，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中存在的

3、不確定性進(jìn)行了分析，以永磁直線同步電機(jī)(PMLSM)為被控對(duì)象，重點(diǎn)研究了系統(tǒng)的魯棒性能。在PMLSM速度伺服系統(tǒng)中，為保證對(duì)干擾有良好的動(dòng)態(tài)抑制作用且無(wú)靜態(tài)擾動(dòng)誤差，同時(shí)使系統(tǒng)具有魯棒穩(wěn)定性，本文提出了采用H<,∞>魯棒控制器設(shè)計(jì)中的加權(quán)混合靈敏度的魯棒性設(shè)計(jì)方法，通過(guò)求解標(biāo)準(zhǔn)H<,∞>控制問(wèn)題設(shè)計(jì)了具有強(qiáng)魯棒性的速度控制器；為了改善速度控制系統(tǒng)的抗擾性能，本文還提出了采用H<,∞>負(fù)載擾動(dòng)觀測(cè)器的魯棒控制方案，該觀測(cè)器可以自動(dòng)保證觀