【摘要】：由于H型運動平臺具有雙直線電機共同驅(qū)動的平行系統(tǒng),以及其高精度和高動態(tài)性能的優(yōu)點,近些年已經(jīng)在越來越多的領(lǐng)域獲得應(yīng)用。本文針對H型運動平臺不確定擾動及其雙軸機械耦合的問題,建立包含橫梁干擾力的雙軸數(shù)學(xué)模型。設(shè)計H型運動平臺單軸全局滑�？刂破骱碗p軸遞歸小波模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償控制器,以提高平臺的跟蹤精度和同步精度。首先,本文介紹了永磁直線同步電機和H型運動平臺的發(fā)展現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)特點及工作原理。針對直線電機驅(qū)動的H型運動平臺在實際應(yīng)用過程中,由于X軸負載往復(fù)運動造成的Y方向雙直線電機受力不均問題,建立了考慮變化橫梁干擾力與不確定項的H型運動平臺數(shù)學(xué)模型。然后,根據(jù)永磁直線同步電機的負載變化及擾動問題,設(shè)計了單軸全局滑模控制器,提高系統(tǒng)跟蹤精度并抑制高頻抖振。利用李雅普諾夫定理,驗證了所設(shè)計的全局滑模控制器的穩(wěn)定性。為了提高運動平臺雙軸同步精度,將單軸跟蹤誤差與雙軸同步誤差相結(jié)合,根據(jù)結(jié)合后的混合誤差設(shè)計雙軸交叉耦合控制器,并將混合誤差作為單軸控制器的輸入信號。使用MATLAB/Simulink對所設(shè)計的控制系統(tǒng)進行仿真,驗證所設(shè)計的方法可以減小系統(tǒng)的跟蹤誤差與同步誤差。最后,為了進一步減小運動平臺的雙軸同步誤差,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,將能夠進行時變信號分析的小波轉(zhuǎn)換和具有動態(tài)能力的遞歸結(jié)構(gòu)與模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習能力對小波函數(shù)中的伸縮與平移因子、模糊結(jié)構(gòu)中的均值與標準差以及各層之間的連接權(quán)重進行學(xué)習調(diào)整,根據(jù)雙軸同步誤差設(shè)計遞歸小波模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償器取代交叉耦合同步控制器。使用MATLAB/Simulink對所設(shè)計的補償器進行仿真,并與采用交叉耦合控制器的仿真結(jié)果進行比較,分析兩種控制器的仿真結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;TP183;TM359.4
【圖文】：

加工的工件質(zhì)量，因此人們對精密運動平臺的需求越來越高，全球的企業(yè)集團、高校與研究所對 H 型運動平臺均展開了深入的研究。從商業(yè)市場的角度來看，LinMot、Akribis、Aerotech、ETEL、Kollmorgen、Sumitonmo及 Yokogawa 等公司均針對 H 型運動平臺進行了研究與生產(chǎn)。LinMot 生產(chǎn)的精密龍門雙驅(qū)平臺最大速度可達到300mm/s ，最大加速度0.3G ，有效行程200mm，重復(fù)精度 1μm，定位精度 2μm。Akribis 所生產(chǎn)的 GHD510 大理石雙驅(qū)龍門平臺有效行程為510mm ，橫梁軸峰值推力為 692.4N ，龍門軸峰值推力為 878N ，0.1μm 分辨率時重復(fù)精度為 ，0.5μm分辨率時重復(fù)精度為 2.5μm，1μm分辨率時重復(fù)精度為 5μm。Aerotech 科技生產(chǎn)的 ABG10000 龍門式空氣軸承直線電機平臺如圖 1.1 所示，其行程范圍為1000mm，定位精度 2μm，重復(fù)定位精度 0.5μm，直線度為 ，平面度為 。ETEL所生產(chǎn)的METIS二維平臺如圖1.2所示，該平臺運動行程為320mm，最高轉(zhuǎn)速1.2m/s，最高加速度212m/s ，位置定位精度 25nm，雙向重復(fù)精度 0.4μm。

加工的工件質(zhì)量，因此人們對精密運動平臺的需求越來越高，全球的企業(yè)集團、高校與研究所對 H 型運動平臺均展開了深入的研究。從商業(yè)市場的角度來看，LinMot、Akribis、Aerotech、ETEL、Kollmorgen、Sumitonmo及 Yokogawa 等公司均針對 H 型運動平臺進行了研究與生產(chǎn)。LinMot 生產(chǎn)的精密龍門雙驅(qū)平臺最大速度可達到300mm/s ，最大加速度0.3G ，有效行程200mm，重復(fù)精度 1μm，定位精度 2μm。Akribis 所生產(chǎn)的 GHD510 大理石雙驅(qū)龍門平臺有效行程為510mm ，橫梁軸峰值推力為 692.4N ，龍門軸峰值推力為 878N ，0.1μm 分辨率時重復(fù)精度為 ，0.5μm分辨率時重復(fù)精度為 2.5μm，1μm分辨率時重復(fù)精度為 5μm。Aerotech 科技生產(chǎn)的 ABG10000 龍門式空氣軸承直線電機平臺如圖 1.1 所示，其行程范圍為1000mm，定位精度 2μm，重復(fù)定位精度 0.5μm，直線度為 ，平面度為 。ETEL所生產(chǎn)的METIS二維平臺如圖1.2所示，該平臺運動行程為320mm，最高轉(zhuǎn)速1.2m/s，最高加速度212m/s ，位置定位精度 25nm，雙向重復(fù)精度 0.4μm。

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫新城;葉軍;;直線電機驅(qū)動系統(tǒng)及應(yīng)用[J];南方農(nóng)機;2017年14期

2 張繼靜;;基于超聲掃描設(shè)備的雙直線電機驅(qū)動技術(shù)[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2015年09期

3 廖沛霖;龔文均;羅靜;康津;;直線電機驅(qū)動技術(shù)及其應(yīng)用[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年06期

4 王亮;張偉;侯延星;;一種直線電機驅(qū)動的超高速五軸立式銑床的設(shè)計[J];機械制造;2013年10期

5 張偉;;直線電機驅(qū)動技術(shù)在高速機床上的應(yīng)用[J];機械工程師;2012年08期

6 杜志強;黃桂琴;朱德榮;黨保華;;直線電機驅(qū)動系統(tǒng)及應(yīng)用[J];洛陽理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年04期

7 劉曉瑋;;直線電機驅(qū)動技術(shù)和應(yīng)用[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2008年06期

8 張日升 ,李尚政 ,劉宏;高精度直線電機驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計與控制[J];新技術(shù)新工藝;2003年10期

9 莊磊,左敦穩(wěn),王珉;直線電機驅(qū)動的凸輪車削伺服刀架系統(tǒng)研究[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2002年02期

10 陳亞良,梅德慶,陳子辰;應(yīng)用于直線電機驅(qū)動沖壓機的力傳感器設(shè)計[J];機電工程;2001年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張佳媛;王麗梅;孫璐;;雙直線電機驅(qū)動的H型平臺同步控制研究[A];第十二屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2015年

2 趙德榮;陳紅;蔣紹心;;直線電機驅(qū)動窗簾機控制器的設(shè)計與研究[A];2004年全國直線電機學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

3 張月芹;鄒堯;張明;張燕濱;;直線電機驅(qū)動的中走絲電火花線切割加工[A];2016年全國電火花線切割加工技術(shù)研討會暨江蘇省特種加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2016年

4 母威;王麗梅;;雙直線電機驅(qū)動的H型平臺自適應(yīng)模糊滑�？刂芠A];第十三屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2016年

5 王海星;袁世鷹;;直線電機抽油機的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[A];2006年全國直線電機學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

6 于官印;黃衛(wèi)清;劉偉華;潘松;;新型雙足壓電直線電機驅(qū)動電源的研究[A];第十七屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2012年

7 付炳臻;王麗梅;;雙直線電機驅(qū)動的H型平臺的全局快速非奇異終端滑模交叉耦合控制[A];第十四屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

8 盧慧芬;葉云岳;金若君;朱沖;;TMS320F243在直線電機驅(qū)動的物流傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];直線電機與自動化——2002年全國直線電機學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

9 劉會英;蓋玉先;;精密機床的直線電機進給系統(tǒng)[A];人才、創(chuàng)新與老工業(yè)基地的振興——2004年中國機械工程學(xué)會年會論文集[C];2004年

10 劉會英;蓋玉先;;精密機床的直線電機進給系統(tǒng)[A];全國生產(chǎn)工程第九屆年會暨第四屆青年科技工作者學(xué)術(shù)會議論文集（二）[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 ;直線電機驅(qū)動加工中心開發(fā)成功[N];中國工業(yè)報;2003年

2 ;首臺直線電機驅(qū)動立式加工中心通過驗收[N];今日信息報;2003年

3 文山;眾多國外精品機床亮相CIMT2003[N];中國工業(yè)報;2003年

4 記者 鄭向鵬;推進我市軌道交通8號線前期研究[N];深圳特區(qū)報;2009年

5 李培森;我國一批機床技術(shù)獲重大突破[N];中國工業(yè)報;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉瑋;一種直線電機驅(qū)動的六棱錐式并聯(lián)機器人研究[D];南京理工大學(xué);2012年

2 商鵬;基于球桿儀的高速五軸數(shù)控機床綜合誤差建模與檢測方法[D];天津大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉龍翔;直線電機驅(qū)動的H型平臺遞歸小波模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2019年

2 趙青峰;直線電機驅(qū)動二維精密定位工作臺的運動特性研究[D];長安大學(xué);2018年

3 劉杰;永磁同步直線電機驅(qū)動系統(tǒng)的仿真研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

4 趙聯(lián)逢;直線電機驅(qū)動抽油機的設(shè)計與工作原理研究[D];北京化工大學(xué);2006年

5 李曉丹;永磁直線電機驅(qū)動抽油機設(shè)計與計算[D];大慶石油學(xué)院;2007年

6 鄧杰;直線電機驅(qū)動的前混合磨料射流切割平臺切割特性研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

7 羅華強;基于直線電機驅(qū)動的一級倒立擺[D];華南理工大學(xué);2013年

8 羅品奎;雙直線電機驅(qū)動的H型運動平臺控制研究[D];華中科技大學(xué);2013年

9 吳宗新;直線電機驅(qū)動潛油無桿泵研制[D];中國石油大學(xué);2007年

10 趙冶;直線電機驅(qū)動H-drive精密平臺運動控制研究[D];清華大學(xué);2010年

本文編號：2740401