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

1、數(shù)控機床的出現(xiàn)為較好地解決復(fù)雜、小批量、精密、多變的零件加工問題，提供了一種有效的自動化加工手段。目前，數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)普遍采用PID控制方法，其優(yōu)點是算法簡便、易于實現(xiàn)，但存在魯棒穩(wěn)定性問題。如何提高系統(tǒng)魯棒性是伺服進給系統(tǒng)的控制中一個重要課題。H<,∞>控制作為一種魯棒性設(shè)計方法，它能彌補現(xiàn)代控制理論對數(shù)學(xué)模型的過分依賴，在設(shè)計過程中既考慮了對象模型不確定性，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)問題或H<,∞>標(biāo)準(zhǔn)問題。 半個世紀(jì)以來，數(shù)控機床進給系統(tǒng)主要采用“旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠”的傳動方式，但中間傳動環(huán)節(jié)的存在使得傳動系統(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，革除中間傳動與變換環(huán)節(jié)勢在必行。這就使得一種嶄新的進給傳動方式——直線伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)運而生。 本文根據(jù)高速數(shù)控機床進給運動的具體要求，對數(shù)控機床進給系統(tǒng)中存在的

3、不確定性進行了分析，以永磁直線同步電機(PMLSM)為被控對象，重點研究了系統(tǒng)的魯棒性能。在PMLSM速度伺服系統(tǒng)中，為保證對干擾有良好的動態(tài)抑制作用且無靜態(tài)擾動誤差，同時使系統(tǒng)具有魯棒穩(wěn)定性，本文提出了采用H<,∞>魯棒控制器設(shè)計中的加權(quán)混合靈敏度的魯棒性設(shè)計方法，通過求解標(biāo)準(zhǔn)H<,∞>控制問題設(shè)計了具有強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)載擾動觀測器的魯棒控制方案，該觀測器可以自動保證觀