精密空気浮上回転台の可変帯域幅線形自抗擾制御

WANG Fu-quan ,  

ZHENG Xin ,  

ZHOU Zhi-yong ,  

DUAN Li-ming ,  

摘要

精密空気浮上回転台の低速精密制御を実現し、回転台の位置決め精度と動的応答性能を向上させるために、可変帯域幅線形自抗擾制御アルゴリズムを提案した。まず、回転台および駆動モータの数学モデルに基づき、撹乱項を含む制御システムモデルを構築した。次に、線形拡張状態オブザーバを構築し、初期値誤差が観測精度に与える影響を分析し、観測精度を向上させるためのオブザーバ帯域幅調整法を提案した。さらに、制御器帯域幅設計思想に基づき、撹乱補償を組み込んだ制御律を設計した。最後に、精密空気浮上回転台の実験プラットフォーム上で可変帯域幅線形自抗擾制御性能の実験的検証を行った。結果は、低速状態において追従誤差が0.0008°以下,位置ステップ応答で角位置誤差が0.0007°以下,従来の線形自抗擾制御と比較してオーバーシュートが0.0017°から0.0014°に低減,慣性モーメントとモータインダクタンスパラメータの単一ミスマッチの状況でも回転台は高い位置決め精度を維持できることを示した。精密空気浮上回転台の高い位置決め精度,速度の平滑性,強い撹乱耐性の要件を満たしている。

关键词

自抗擾制御;空気浮上回転台;可変帯域幅;帯域幅設計;低速制御

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