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基于工作坐标系的最优轮廓控制及其仿真
  • ISSN号:1004-731X
  • 期刊名称:《系统仿真学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科技大学自动化系,合肥230027
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(60774098)
中文摘要:

在多轴轮廓运动中,轮廓误差是比跟踪误差更为重要的性能指标,但在实际应用中轮廓误差是难以计算与使用的。通过在期望轨迹上建立Frenet坐标系作为工作坐标系,轮廓误差可以用位置跟踪误差在工作坐标系中的法向分量来近似。然后将系统动力学方程由全局坐标系变换到工作坐标系,在工作坐标系下采用最优线性二次型(LQR)方法来设计最优轮廓控制器,通过提高法向误差分量的权值来改善轮廓精度。在XY平台模型上进行的系统仿真实验表明,与基于全局坐标系的计算力矩控制相比,该方法有效地提高了轮廓精度,具有明显的优越性。

英文摘要:

In multi-axis contouring motion, contouring error is a more important performance index than tracking error. By establishing a Frenet coordinate frame on a desired trajectory as the task coordinate frame, contouring error was approximated by the normal component of tracking error in the task coordinate frame. Then by transforming the system dynamics from the world coordinate frame to the task coordinate frame, the optimal Linear Quadratic Regulator (LQR) approach was used to design the optimal contouring controller. To improve the contouring accuracy, the weight of normal error component was enhanced. The system simulation experiments implemented on a XY bed model verify that the proposed method improves contouring accuracy effectively and has obvious advantages by a comparison with the computed torque control method in the world coordinate frame.

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期刊信息
  • 《系统仿真学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团公司
  • 主办单位:北京仿真中心 中国仿真学会
  • 主编:李伯虎
  • 地址:北京市海淀区永定路50号院
  • 邮编:100039
  • 邮箱:simu-xb@vip.sina.com
  • 电话:010-88527147
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-731X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3092/V
  • 邮发代号:82-9
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:51729