多軸輪廓系統(tǒng)模型預(yù)測控制器分析與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)、云制造、虛擬技術(shù)等新型技術(shù)以及精密加工和高速切削技術(shù)的迅速發(fā)展，先進(jìn)制造技術(shù)對輪廓控制系統(tǒng)提出了更高的要求。為了滿足先進(jìn)制造技術(shù)的要求，近年來，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對如何提高輪廓控制器的精度進(jìn)行了深入研究，提出了多種輪廓控制方法。由于輪廓控制過程通常是一個(gè)多變量耦合的受限控制系統(tǒng)，常規(guī)的控制器不能夠很好的處理輸入輸出、誤差、幅值約束和擾動，因此，高性能的多軸輪廓軌跡控制器設(shè)計(jì)是精密制造技術(shù)亟待解決的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題同時(shí)也具有重要的理

2、論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文在總結(jié)現(xiàn)有輪廓控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對一類平面輪廓控制系統(tǒng)，運(yùn)用時(shí)滯系統(tǒng)的Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性理論，提出了一種穩(wěn)定化增量模型預(yù)測輪廓控制算法，建立了保證閉環(huán)預(yù)測輪廓控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性充分條件。本文主要研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　?。?）對于一類擾動可測的離散時(shí)間多變量線性系統(tǒng)，提出了一種穩(wěn)定化增量模型預(yù)測控制(MPC)算法。以控制增量狀態(tài)空間模型作為預(yù)測模型，定義MPC的有限時(shí)域

3、最優(yōu)控制問題，得到具有可測擾動前饋-狀態(tài)反饋結(jié)構(gòu)的MPC控制器。利用時(shí)滯系統(tǒng)的Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性理論，建立閉環(huán)預(yù)測控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性充分條件。最后通過一個(gè)仿真實(shí)例來驗(yàn)證本文算法的正確性和有效性。
　?。?）考慮一平面雙軸輪廓控制系統(tǒng)，應(yīng)用穩(wěn)定化增量模型預(yù)測控制算法，設(shè)計(jì)了多軸輪廓控制器。進(jìn)一步，針對輪廓系統(tǒng)電機(jī)的電流幅值、電流變化幅值，建立輪廓系統(tǒng)的約束條件，再結(jié)合所建立的平面輪廓控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，將論