一種機械傳動系統定位平臺的預測控制方法
2023-05-16 10:12:26 1
專利名稱：一種機械傳動系統定位平臺的預測控制方法
技術領域：
本發明屬於機械傳動控制技術領域，特別涉及一種機械傳動系統定位平臺的預測控制方法。
背景技術：
許多常見的精密加工系統所需的設備，譬如高精度萬能銑床、三坐標測量儀等，往往採用含有滾珠絲槓裝置的機械傳動機構的工作平臺，這些機械傳動機構由於配合或磨損造成的死區、間隙等非線性特性，而這些特性對系統的控制性能影響是不能忽略的，它會降低系統的控制精度，有時會引起系統的抖動，甚至會出現系統的不穩定。因此，現存的不少技術大都是對這些非線性特性進行補償，由於這些非線性特性建模的時候會有比較大的誤差，並且隨著設備的磨損、老化，模型的誤差會越來越大，因此會存在著較大的補償誤差，這在超精密加工設備中體現得更為明顯，能否找到一種不必對這些非線性特性進行直接補償，同時又能消除其影響，獲得滿意控制性能的實時控制方法，成為提高超精密系統控制精度和性能的關鍵和難點。
發明內容
本發明提出一種不必對這類系統中滾珠絲槓產生的間隙這一類非光滑的非線性特性進行直接補償、卻能消除間隙影響的非光滑預測控制方法。本發明的技術方案是，一種機械傳動系統定位平臺的預測控制方法，該機械傳動系統帶有滾珠絲槓，所述的機械傳動系統定位平臺包括的飼服電機的輸出轉角作為系統的輸入信號u (k)，經過齒輪箱變速及絲槓的機械傳動，再帶動工作檯負載工作，工作檯的位移y(k)，即為整個系統的輸出，其中，所述定位平臺的間隙用來描述齒輪箱與絲槓的機械傳動的非線性特性，是一個線性的動態子模型，用來描述工作平臺的負載，機械傳動系統的非線性特性的輸出，即X (k)，且不能直接測量，所述定位平臺的輸入和輸出為u(k)和y(k)所述的間隙的特性描述為，
權利要求
1.一種機械傳動系統定位平臺的預測控制方法，該機械傳動系統帶有滾珠絲槓，其特徵在於，所述的機械傳動系統定位平臺包括的飼服電機的輸出轉角作為系統的輸入信號U (k)，經過齒輪箱變速及絲槓的機械傳動，再帶動工作檯負載工作，工作檯的位移y (k)，即為整個系統的輸出，其中， 所述定位平臺的間隙用來描述齒輪箱與絲槓的機械傳動的非線性特性， 是一個線性的動態子模型，用來描述工作平臺的負載， 機械傳動系統的非線性特性的輸出，即X (k)，且不能直接測量， 所述定位平臺的輸入和輸出為u(k)和y(k) 所述的間隙的特性描述為，
全文摘要
本發明公開了一種機械傳動系統定位平臺的預測控制方法，該機械傳動系統帶有滾珠絲槓，所述的機械傳動系統定位平臺包括的飼服電機的輸出轉角作為系統的輸入信號u(k),經過齒輪箱變速及絲槓的機械傳動，再帶動工作檯負載工作，工作檯的位移y(k),即為整個系統的輸出，給出控制誤差ε,根據系統模型，系統的工作區間4→1→2和2→3→4都能估計出來，在第k步，能計算出在非光滑點，J(k)關於u(k)的Clarke次梯度,i.e.,其中j∈Jk，Jk={1,2,…,t},|Jk|是Jk的元素的個數，|Jk|≤t1給定的有界的自然數，t=t+1，如果t≤t1,那麼Jk={1，…,t}；如果t>t1,那麼Jk=Jk-1∪{t}\{t-t1}；或者在光滑點，J(k)關於u(k)的梯度其中我們令或者那麼我們就能求出系統的準輸入u1(k)。
文檔編號G05B13/00GK103019092SQ201210594298
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者董瑞麗, 譚永紅, 陳輝 申請人:上海師範大學