直接驱动XY平台轮廓误差分析及法向交叉耦合控制(1)

第14卷第9期

2010年9月

电机与控制学报

ELECTRICMACHINESANDCONTROL

Vol.14No.9Sep.2010

直接驱动XY平台轮廓误差分析及法向

交叉耦合控制

王丽梅,武志涛,孙宜标,金抚颖

(沈阳工业大学电气工程学院,辽宁沈阳110178)

要:在直线电机直接驱动XY平台中,负载扰动、机械延迟以及两轴驱动系统参数不匹配等因素影响轮廓加工精度。采用H∞速度反馈控制、零相位误差跟踪控制(ZPETC)与法向交叉耦合控

制相结合的策略对两轴的运动进行协调控制以提高轮廓加工精度,实现跟踪误差与轮廓误差的同

使系统具有较好的鲁棒性。时减小。H∞控制在速度环通过反馈作用消除负载扰动因素的影响,

ZPETC基于零、极点对消和相位对消提高系统跟踪精度。法向交叉耦合控制作用于两轴之间,将轮廓误差作为直接被控量进行实时补偿控制,有效地提高了轮廓精度并简化了控制器设计。仿真

结果表明,所设计的控制系统具有较好的跟踪性、鲁棒性和轮廓精度。关键词:XY平台;H∞控制;零相位误差跟踪控制;轮廓误差;法向交叉耦合控制

中图分类号:TP273

文献标志码:A

文章编号:1007-449X(2010)09-0063-06

Contourerroranalysisandnormalcross-coupled

controlfordirectdriveXYtable

WANGLi-mei,WUZhi-tao,SUNYi-biao,JINFu-ying

(SchoolofElectricalEngineering,ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110178,China)

Abstract:Loaddisturbance,mechanicaltimedelayandparametermismatchbetweentwoaxeswillaffectthecontouraccuracyofXYtabledirectlydrivenbytwopermanentmagnetlinearsynchronousmotors.ThecontourcoordinationcontrolstrategywithH∞velocityfeedbackcontrol,zerophaseerrortrackingcontrol(ZPETC)andnormalcross-coupledcontrolisproposedtodecreasetrackingerrorandcontourerrorforimprovingcontouraccuracy.H∞velocityfeedbackcontrolcansuppressloaddisturbanceandobtainstrongrobustness,ZPETCcanimplementprecisetrackingbasedonzero-poleandphasecancellations,andnormalcross-coupledcontrolcanimprovethecontouraccuracyandsimplifythecontrollerdesignbyreal-timecompensationbetweentwoaxeswiththecontourerrorasthedirectcontrolledvariable.Simula-tionresultsshowthattheproposedcontrolsystempossessesgoodtrackingperformance,strongrobustnessandhighcontouraccuracy.

Keywords:XYtable;H∞control;zerophaseerrortrackingcontrol;contourerror;normalcross-coupledcontrol

收稿日期:2009-04-19

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50805098)作者简介:王丽梅(1969—),女,教授,博士生导师,研究方向为伺服驱动技术;

武志涛(1981—),男,博士研究生,研究方向为交流伺服系统;

孙宜标(1970—),男,博士,副教授,研究方向为伺服控制、直接驱动技术;金抚颖(1985—),女,硕士,研究方向为交流伺服系统。

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