检索结果-内蒙古大学图书馆

机器人 2018年第6期40卷 825-834页

作者：冯朝凌杰明敏肖晓晖武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

针对运动系统中常见的重复参考轨迹,尽管迭代学习控制(iterative learning control,ILC)可以通过迭代有效消除重复误差,但其对于非重复性干扰十分敏感.为实现在非重复干扰环境下压电微动平台的精密运动,提出了融合ILC与干扰观测器(distu... 详细信息

针对运动系统中常见的重复参考轨迹,尽管迭代学习控制(iterative learning control,ILC)可以通过迭代有效消除重复误差,但其对于非重复性干扰十分敏感.为实现在非重复干扰环境下压电微动平台的精密运动,提出了融合ILC与干扰观测器(disturbance observer,DOB)的控制策略.为避免复杂的迟滞建模,将迟滞非线性视为迭代过程中的重复性输入干扰.为保证控制策略的稳定性,推导其收敛条件并分析对非重复性干扰的抑制作用从而降低收敛误差.最后在压电微动平台进行了对比实验,结果表明:所提控制策略可以在无迟滞模型的前提下有效补偿迟滞非线性.针对理想环境下的5 Hz、10 Hz、20 Hz三角波跟踪,其跟踪误差的均方根在行程的0.4%以内;而在非重复干扰环境下,跟踪误差的均方根为10.24 nm,与内置的控制器、单独的反馈控制器、ILC相比,分别降低了98.73%、98.67%与88.24%.而且在干扰环境下,所提控制策略加快了ILC的收敛速度.实验结果充分验证了所提控制策略的有效性,实现了压电微动平台的精密运动.

关键词：压电微动平台迭代学习控制干扰观测器精密运动控制

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基于非线性和柔性特性分析及补偿的直线电机精密运动控制

基于非线性和柔性特性分析及补偿的直线电机精密运动控制

引用

作者：陈正浙江大学

学位级别：博士

现代的机电系统，例如先进机床、微电子和半导体制造装备、光学检测系统和芯片传输系统，通常需要高速高精度的直线运动。而直接驱动的直线电机系统消除了中间机械传动机构带来的一系列问题，例如齿隙、大摩擦力和惯性负载、结构的柔性... 详细信息

现代的机电系统，例如先进机床、微电子和半导体制造装备、光学检测系统和芯片传输系统，通常需要高速高精度的直线运动。而直接驱动的直线电机系统消除了中间机械传动机构带来的一系列问题，例如齿隙、大摩擦力和惯性负载、结构的柔性，故而有潜力达到更高的速度和精度。但是为了实现高速高精度运动的目标，我们必须考虑直线电机系统存在的几个控制难点:明显的模型不确定、参数不确定和外干扰，各种非线性动力学，高频柔性动力学。本论文就是以直线电机的非线性和高频柔性作为两大研究重点。深入分析了定位力、摩擦力和非线性电磁驱动力三大主要的非线性动力学，对每一类非线性提出了更精确且又能用于实时补偿控制的数学模型，并通过时域辨识实验验证这些模型的有效性和准确性。将非线性自适应鲁棒控制技术和各种非线性的有效补偿相结合，提出各种非线性有效补偿的自适应鲁棒控制算法，这些控制算法在理论上保证优越的瞬态和稳态跟踪性能，并通过一系列的对比实验验证了这些非线性补偿对控制性能的进一步提升。另一方面，考虑现今控制器设计所忽略的高频柔性动力学，找出主导高频动力学的物理机制并建立可用于控制器分析和设计的高频动力学模型，通过频域辨识实验验证其模型的有效性。依据这些高频动力学信息，提出控制器参数选择的优化准则，在现有的刚性动力学控制器框架下获得了最优的控制性能。为了更进一步提升系统的闭环频宽，高频动力学也被引入到控制器的结构设计中。首先尝试了简单的零极相消技术，以消减主导柔性模态的影响。随后，提出了一种新型的基于μ-synthesis的自适应鲁棒控制策略。该算法使用自适应在线参数估计和有效的非线性前馈模型补偿，把传统μ-synthesis鲁棒控制难以实现的精确跟踪问题转化为镇定问题。而且利用μ-synthesis反馈控制设计可直接考虑高频动力学的优点，设计出更高闭环频宽和更强抗干扰能力的鲁棒反馈控制。\n 本论文共分为六章，现分别简述如下:\n 第一章，详细介绍了直线电机精密运动控制的研究背景以及研究状况，归纳出直线电机高速高精度运动控制的几大难题。介绍各种控制方法在直线电机精密运动控制中的应用。阐述了直线电机系统存在的定位力、摩擦力和非线性电磁驱动力三大非线性动力学，以及它们的研究现状。分析了系统高频柔性动力学对控制性能的约束，以及现有的建模和辨识结果。最后概述了本论文的研究意义及研究内容。\n 第二章，简述了论文研究所使用的实验平台及其硬件性能参数。发展了直线电机的非线性刚性动力学模型。在原有周期性定位力模型的基础上，使用B样条函数提出了非周期定位力的数学模型，兼顾其整体上的周期特性和局部区间的非周期特性。分析原始LuGre动态摩擦力模型的耗散性问题和数字控制时的观测器失稳问题，提出改进型的LuGre动态摩擦力模型。针对直线电机电磁驱动力的非线性特性，提出了易于补偿控制实现的三阶多项式非线性电磁力模型。所有这些模型在准确描述非线性动力学特性的同时，也兼顾到了补偿控制器的实现难度。随后，对直线电机系统进行时域系统辨识，获得刚性动力学的各主要参数，验证各种非线性模型的有效性。\n 第三章，以简化的直线电机二阶刚性动力学为例，系统地阐述了自适应鲁棒控制的基本概念和各种变换形式，该控制方法从理论上保证系统在建模误差下的瞬态和稳态性能，以及只存在参数不确定时的渐进跟踪性能。将自适应鲁棒控制技术和各种非线性模型补偿有机结合起来，分别设计了非周期定位力补偿的自适应鲁棒控制算法、改进的LuGre动态摩擦力补偿的自适应鲁棒控制算法、非线性电磁力补偿的自适应鲁棒控制算法、以及各种非线性综合补偿的自适应鲁棒控制算法。通过对比实验，验证模型补偿的有效性和控制算法所能实现的优越控制性能。\n 第四章，首次分析了直线电机高频动力学的存在因素和物理特性，找出因平台旋转而产生的主导高频模态，并建立其数学模型。进行频域系统辨识，了解刚性动力学的有效频率范围和高频柔性模态的存在频段，验证所提的高频动力学模型的有效性。根据已知的高频动力学，通过实验和理论分析，讨论了高频动力学、控制器参数和系统闭环频宽之间的关系，提出了控制器参数选择的优化准则，在现有的刚性动力学控制器框架下实现最优的控制性能。\n 第五章，为了进一步提升系统的闭环频宽，高频动力学被引入到控制器的结构设计中。首先尝试了简单的零极相消技术，消减主导柔性模态的影响，故而提高了系统的闭环频宽上限。对于已知的非线性刚性动力学和高频柔性模态，打破原有的刚性动力学控制器设计结构，提出新型的基于μ-synthesis的自适应鲁棒控制策略。其自适应前馈环节可以拥有精确的在线参数估计和有效的非线性模型补偿，并把轨迹跟踪问题转化为镇定问题以便于μ-synthesis鲁棒反馈控制器设计;由于使用高频动力学作为名义模型的一部分，设计的μ-synth

关键词：直线电机精密运动控制自适应鲁棒控制动态摩擦力非线性电磁驱动力高频柔性动力学控制参数优化 μ-synthesis鲁棒控制

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压电微动平台的精密运动控制

引用

机械设计与制造 2018年第A02期 40-42,46页

作者：于保军司苏美林洁琼靖贤长春工业大学机电工程学院吉林长春130012

宏微复合精密定位平台主要应用于微电子制造以实现高速、高精度、大行程定位。压电微动定位平台主要表现出滞后非线性,是实现精密运动控制的巨大障碍。主要针对双光子聚合加工系统中压电微动平台定位精度较低以及会产生抖动等问题进行分... 详细信息

宏微复合精密定位平台主要应用于微电子制造以实现高速、高精度、大行程定位。压电微动定位平台主要表现出滞后非线性,是实现精密运动控制的巨大障碍。主要针对双光子聚合加工系统中压电微动平台定位精度较低以及会产生抖动等问题进行分析,采用一种新颖的使用具有不确定性和干扰估计的RBF网络自适应鲁棒滑模控制方案,该方案可以实现压电微动定位平台的精确运动控制。并对所辨识的模型采用Matlab的Simulink模块进行仿真,其仿真结果证实了所提出控制方案的优越性,验证了模型的有效性。此外,也验证了存在模型干扰和外部干扰的情况下该控制器具有良好的鲁棒性和自适应能力。报告的RBF网络自适应鲁棒滑模控制方法也可以扩展到其他类型系统的鲁棒控制中。

关键词：迟滞非线性精密运动控制不确定性和干扰估计 RBF网络自适应鲁棒滑模控制压电纳米微动定位平台

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高速送料机构的精密运动控制

高速送料机构的精密运动控制

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作者：周成龙东南大学

学位级别：硕士

现代制造业正在向着高速、高精和智能化快速发展，这就对制造业中起到重要作用的自动送料系统的送料性能有了更高的要求，送料机构能够快速、稳定的完成送料动作对提高生产效率有很大的促进作用。制造业中比较常用的送料机构主要有数控... 详细信息

现代制造业正在向着高速、高精和智能化快速发展，这就对制造业中起到重要作用的自动送料系统的送料性能有了更高的要求，送料机构能够快速、稳定的完成送料动作对提高生产效率有很大的促进作用。制造业中比较常用的送料机构主要有数控机床中普遍使用的丝杠送料平台和生产装配中应用广泛的工业机器人。\n 首先，本文介绍了制造业的发展趋势及其带来的对送料机构的要求，阐明研究送料机构的高速稳定送料是非常有意义的。随后就将几种可以作为运动控制算法的数学模型进行了分析，在相同时间完成相同位移，从静止开始加速到达速度峰值后对称进行减速到静止状态，根据这些边界条件将几种算法的数学模型进行解析，求解出具体的算法公式函数，并使用MATLAB软件对各个函数进行仿真并分析每种算法的特点和用作控制算法可能造成的运动效果。\n 然后，文章介绍了本文的两个研究对象:滚柱丝杠直角坐标系送料机构和SCARA机器人极坐标系送料机构。说明了两个送料机构使用的控制系统，包括控制系统软件环境、运动控制卡和伺服系统，也介绍了送料机构在运动过程中运动信号检测的系统。在做算法实验之前首先通过实验得到了算法像的近似等效方法，就是将速度-时间图像分割成很多小段，每一小段都矩形面积来代替曲线包围的面积，之后就是实验数据采集与分析，呈现了丝杠单轴运动和丝杠双轴合成运动过程中的位移、速度、加速度数据图像，SCARA机器人运动时末端和基座的加速度信号图像，并对得到的实际运动数据图像进行分析，得到不同算法的特点和适用性。\n 最后，分几种情况对使用不同控制算法进行运动控制得到的数据进行集中的对比分析，在对比中更加清晰明了的看出不同算法得到的运动效果的差别，每种情况下都会有一种表现最优的算法，这种算法可以使送料机构能够快速平稳的运行，运行过程中所产生的振动较为轻缓，最后综合这几种情况下不同算法的运动效果得到一种最好的算法。\n 本课题的研究，得到了一种在直角坐标系丝杠双轴送料机构和极坐标系SCARA机器人送料机构都适用的算法，该算法所得到的运动效果最为平稳，整体机构振动最为轻缓。

关键词：送料机构精密运动控制数学模型运动效果

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基于精密运动控制的胎心仪检测装置设计与实现

基于精密运动控制的胎心仪检测装置设计与实现

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作者：张子燕燕山大学

学位级别：硕士

超声多普勒胎心仪普遍应用于胎儿诊断,能够实时监测胎儿的健康状况,其性能直接影响着诊断的准确性。综合灵敏度是衡量胎心仪性能的最重要指标之一,国家医药行业标准YY0448-2009规定了胎心仪的综合灵敏度应不小于90dB。目前,国内测量胎... 详细信息

超声多普勒胎心仪普遍应用于胎儿诊断,能够实时监测胎儿的健康状况,其性能直接影响着诊断的准确性。综合灵敏度是衡量胎心仪性能的最重要指标之一,国家医药行业标准YY0448-2009规定了胎心仪的综合灵敏度应不小于90dB。目前,国内测量胎心仪综合灵敏度的FS-3型超声多普勒胎儿测量仪检测装置主要通过不断的更换声衰减片得出适宜的输出信噪比,测量过程复杂又增大了误差。为了使测量更加简便,该文提出了一种基于精密运动控制的测量方法:使用带有固定衰减的声窗代替声衰减片并通过改变球靶振动速度得出适宜的输出信噪比。首先,通过理论证实了球靶振动速度与声衰减片的衰减量存在着固定的等量转换关系,并通过实验测量得出了两者之间的衰减补偿关系。继而设计出基于精密运动控制的胎心仪检测装置的总体结构,为本文的软硬件设计奠定了基础。其次,以STM32为控制核心对硬件部分进行模块化设计。其中,利用步进电机驱动曲柄滑块机构使球靶上下振动。之后通过固件库函数编程实现测量胎心仪综合灵敏度与准确度的功能。最后,为了便于数据管理,设计了一款上位机系统软件,通过串口与胎心仪检测装置进行通信,从而实现数据存储与打印的功能。与FS-3型超声多普勒胎儿测量仪检测装置进行对比,该文设计的胎心仪检测装置具有测量简便、快捷的优点,并且测得的综合灵敏度误差满足我国医药行业标准。

关键词：胎心仪检测精密运动控制综合灵敏度衰减 STM32

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注入式磁声成像装置精密运动控制研究

注入式磁声成像装置精密运动控制研究

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天津市生物医学工程学会第三十四届学术年会

作者：韩若张伟张顺起殷涛刘志朋中国医学科学院·北京协和医学院生物医学工程研究所

目的医学临床研究表明,在病变的早期阶段,生物组织发生的功能性病变先于器质性病变,其电特性功能参数发生改变。当组织发生病变,其电导率与正常组织相差很大,通常情况下可相差3～8倍。以电特性参数为成像目标的功能成像不仅包含着生物... 详细信息

目的医学临床研究表明,在病变的早期阶段,生物组织发生的功能性病变先于器质性病变,其电特性功能参数发生改变。当组织发生病变,其电导率与正常组织相差很大,通常情况下可相差3～8倍。以电特性参数为成像目标的功能成像不仅包含着生物组织的解剖结构信息,而且包含着生理、病理信息,对于病变的早期发现具有重要的临床应用价值。其工作原理为,对处于稳恒磁场中的样本施加一定频率、强度的交变电流,在组织内电介质中相互作用时产生洛伦兹力,样本电流受到洛伦兹力的作用会产生超声信号,对该超声信号进行检

关键词：精密运动控制磁声成像注入式

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磁悬浮工作台精密运动控制实验及结果

磁悬浮工作台精密运动控制实验及结果

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中国力学学会学术大会'2005

作者：李黎川丁玉成卢秉恒西安交通大学电气工程学院西安交通大学机械工程学院西安交通大学机械工程学院

采用磁悬浮支撑以及平面电机直接驱动,可以消除工作台系统中的全部机械接触,因此可以实现工作台的高分辨率运动和定位。本文给出了一个6自由度磁悬浮工作台的设计和运动控制的实验结果。工作台由磁悬浮方式支撑,并由此实现其中3个自由... 详细信息

采用磁悬浮支撑以及平面电机直接驱动,可以消除工作台系统中的全部机械接触,因此可以实现工作台的高分辨率运动和定位。本文给出了一个6自由度磁悬浮工作台的设计和运动控制的实验结果。工作台由磁悬浮方式支撑,并由此实现其中3个自由度上的运动(重力方向的平动和两个绕水平轴的转动)。工作台在水平面内的运动(剩下的3个自由度)由平面电机驱动。本文集中讨论工作台磁悬浮部分的实验及结果。

关键词：磁悬浮精密运动控制

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一种用于精密运动控制的变结构抗积分饱和方法

一种用于精密运动控制的变结构抗积分饱和方法

引用

作者：武志鹏李璟齐月静马向红齐威 100029 北京市朝阳区北土城西路3号

一种用于精密运动控制的变结构抗积分饱和方法，包括：根据精密运动平台机械台体参考位置和实际位置之间的位置偏差，得到精密运动平台机械台体的控制量；将控制量经过预设饱和环节以及超前饱和环节，判断控制量是否处于即将积分饱和的... 详细信息

标准号: CN111624871B

一种用于精密运动控制的变结构抗积分饱和方法，包括：根据精密运动平台机械台体参考位置和实际位置之间的位置偏差，得到精密运动平台机械台体的控制量；将控制量经过预设饱和环节以及超前饱和环节，判断控制量是否处于即将积分饱和的状态；若控制量处于即将积分饱和的状态，则对即将处于积分饱和状态的控制量从积分环节切换到线性反馈环节，得到线性反馈环节的控制量；将线性反馈环节的控制量发送给预置的驱动器，以利用驱动器所述线性反馈环节的控制量驱动精密运动平台机械台体进行定位运动和匀速扫描运动。可抑制积分饱和现象，减小精密运动平台的定位运动和匀速扫描建立时间。

关键词：控制量精密运动平台积分饱和线性反馈机械台体驱动器饱和环节定位运动匀速扫描环节精密运动控制抗积分饱和参考位置积分环节实际位置位置偏差变结构减小预设预置超前驱动

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一种用于半导体激光装备的平移式快速精密运动控制平台

一种用于半导体激光装备的平移式快速精密运动控制平台

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作者：牛文达郭同健闫佳钰王强龙徐桂成刘震宇王晓明何锋赟 130033 吉林省长春市经济技术开发区东南湖大路3888号

本发明提供了一种用于半导体激光装备的平移式快速精密运动控制平台，包括：X轴位移台，所述X轴位移台包括X轴导轨组件、X轴驱动组件和至少2个X轴走线组件；Y轴位移台，所述Y轴位移台设置于所述X轴位移台上，所述Y轴位移台包括Y轴导轨... 详细信息

标准号: CN115755756A

本发明提供了一种用于半导体激光装备的平移式快速精密运动控制平台，包括：X轴位移台，所述X轴位移台包括X轴导轨组件、X轴驱动组件和至少2个X轴走线组件；Y轴位移台，所述Y轴位移台设置于所述X轴位移台上，所述Y轴位移台包括Y轴导轨组件、Y轴驱动组件和至少2个Y轴走线组件。本发明通过采用圆柱滚子导轨，提供一种承载能力大、刚性高、结构紧凑的平移式快速精密的运动控制平台。

关键词：走线组件平移式精密运动控制圆柱滚子导轨运动控制平台半导体激光承载能力精密

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一种双轨道精密运动控制方法

一种双轨道精密运动控制方法

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作者：欧扬罗萍胡体云吕霞付 400065 重庆市南岸区黄桷垭崇文路2号

本发明涉及一种双轨道精密运动控制方法，属于运动控制领域。该方法包括：实时获取当前电机的转速值和运动距离；根据当前电机转速值计算当前加速度值；根据运动距离判断执行机构当前处于的轨道段；根据当前转速值计算加速度值，并判断... 详细信息

标准号: CN117559874A

本发明涉及一种双轨道精密运动控制方法，属于运动控制领域。该方法包括：实时获取当前电机的转速值和运动距离；根据当前电机转速值计算当前加速度值；根据运动距离判断执行机构当前处于的轨道段；根据当前转速值计算加速度值，并判断当前转速值、加速度值与当前轨道段预设转速值、加速度值的大小；如果当前速度大于当前轨道段预设速度，减小脉冲发送频率，从而减小电机转速；如果当前加速度值大于当前轨道段预设加速度，则基于加减速时间算法，增大加速时间，减小加速度。本申请能够通过上述方法对执行机构的运动加以控制，使执行机构在不同的轨道段有与其对应的的速度和加速度，保证整个执行机构能够平稳、安全地运行。

关键词：轨道段减小电机转速运动距离预设精密运动控制脉冲发送时间算法实时获取预设转速运动控制加减速双轨道电机申请保证

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