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基于全局任务坐标系的二轴电液系统轮廓控制
  • ISSN号:1008-973X
  • 期刊名称:《浙江大学学报:工学版》
  • 时间:0
  • 分类:TH137[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:浙江大学流体传动及机电系统国家重点实验室,浙江杭州,310027
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51075359); 国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2012AA041804)
中文摘要:

将基于正交全局任务坐标系(GTCF)的非线性自适应鲁棒控制(ARC)方法扩展应用于二轴电液系统的轮廓运动控制,以解决精确轮廓控制的难题.构造二轴电液系统在笛卡尔坐标系下的非线性动力学模型,并将该模型坐标变换于正交全局任务坐标系中.针对此变换后得到的强耦合非线性动力学模型及其中存在的参数不确定性、不确定非线性和建模误差,利用非线性自适应鲁棒控制方法综合二轴电液系统的轮廓运动控制器.该控制器可以灵活地调整轮廓控制刚度与跟踪控制刚度,可在保证系统稳定的前提下尽可能地提高轮廓控制的性能.将所提控制方法与基于交叉耦合的自适应鲁棒轮廓运动控制方法进行对比实验,结果表明,所提方法即使在单轴跟踪误差较大的情况下仍然实现了更为精确的轮廓控制,在实验条件下轮廓误差的均方根值在15μm以内,表现出良好的轮廓控制性能与协调性.

英文摘要:

The global task coordinate frame (GTCF) based nonlinear adaptive robust control (ARC) meth- od was extended to design a contouring motion controller for biaxial electrohydraulic system, in order to solve precise control problem of contouring motion. The nonlinear dynamic model of the biaxial electro- hydraulic system was developed in Cartesian coordinates, and the model is transformed into the GTCF. Considering the strongly coupled and highly nonlinear dynamic model of the electrohydraulic system ob- tained after coordinate transformation as well as parametric uncertainties, uncertain nonlinearities and ex- ternal disturbance inherently in the model, the nonlinear adaptive robust control method was adopted to synthesize the contouring motion controller. In the designed controller, contouring control stiffness and tracking control stiffness can be regulated flexibly, which will potentially improve system stability without losing contouring control performance. The proposed GTCF based ARC method and cross--coupled ARC method were compared in experiment. As a result, the root mean square values of contour error for circu- lar desired trajectory are less than 15μm while using GTCF based ARC method. The experimental results show that GTCF based ARC achieves satisfied contouring control performance and presents excellent coordinating ability.

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期刊信息
  • 《浙江大学学报:工学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:浙江大学
  • 主编:岑可法
  • 地址:杭州市浙大路38号
  • 邮编:310027
  • 邮箱:xbgkb@zju.edu.cn
  • 电话:0571-87952273
  • 国际标准刊号:ISSN:1008-973X
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1245/T
  • 邮发代号:32-40
  • 获奖情况:
  • 2000年获浙江省科技期刊质量评比二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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)
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