基于PID的直線電機控制方法及實驗研究.pdf

1、高速高精度運動平臺被廣泛應用于高端數(shù)控裝備,如高檔數(shù)控加工中心、航空航天制造裝備和IC封裝設備等。隨著科技的發(fā)展,對高端數(shù)控裝備的要求也越來越高,給高速高精平臺及其伺服控制的設計帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此本文面向高端數(shù)控裝備,對高速高精直線電機驅(qū)動技術及其控制方法展開了研究,這對加快我國制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的理論意義與實際應用價值。
　　本文針對直線電機數(shù)控系統(tǒng)實驗平臺,對其系統(tǒng)誤差進行補償,并重點研究了基于PID的直線電機控制方法

2、,提出了帶前饋模糊PID控制方法,并利用直線電機數(shù)控系統(tǒng)實驗平臺展開實驗,成功地驗證了帶前饋模糊 PID控制方法的優(yōu)越性。本文的主要內(nèi)容及成果有以下幾點:
　　(1)掌握直線電機高速高精平臺的結(jié)構組成和驅(qū)動特點,并建立永磁同步直線電機的數(shù)學模型。同時為了減少由于制造和裝配等引起的系統(tǒng)誤差,采用分段線性誤差補償模型對直線電機數(shù)控系統(tǒng)實驗平臺的系統(tǒng)誤差進行一次性補償。
　　(2)對直線電機的PID、帶前饋的PID和模糊PID控制

3、方法進行了深入研究,并提出了一種適用于直線電機伺服控制的帶前饋模糊PID控制方法。
　　(3)分別建立了基于PID、帶前饋的PID、模糊PID和帶前饋模糊PID控制方法的直線電機伺服系統(tǒng)控制模型,并在MATLAB/ SIMULINK軟件平臺上建立了對應的仿真模型,進而對四種控制方法分別開展了單位階躍響應和正弦響應仿真實驗。結(jié)果表明,帶前饋模糊 PID控制方法的響應速度快且控制精度高,較優(yōu)于其它三種控制方法。
　　(4)設計并

4、編寫出了基于PID、帶前饋的PID、模糊PID和帶前饋模糊PID的直線電機伺服控制算法,并利用PMAC運動控制卡,實現(xiàn)各種控制方法對直線電機的控制。利用上述四種控制方法,在變負載下對直線電機進行控制實驗,將帶前饋模糊PID控制方法與其它三種控制方法的控制效果進行分析對比,結(jié)果表明:帶前饋模糊 PID控制方法既可避免靜態(tài)誤差,減小跟蹤誤差,又不依賴于精確的控制模型,可根據(jù)工作環(huán)境實時地改變控制參數(shù),具有很強的適應性,且實驗結(jié)果與理論分析及