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非圆车削用GMA迟滞逆补偿控制方法
  • ISSN号:1008-973X
  • 期刊名称:《浙江大学学报:工学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP271.72[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]浙江大学现代制造工程研究所,浙江杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50105019);中国博士后科学基金资助项目(20060390337).
中文摘要:

分析了非圆截面零件的加工特点及其对伺服刀架的控制要求,研究了可用于高速伺服跟踪控制的超磁致伸缩驱动器(GMA)的前馈补偿控制策略.采用经典Preisach模型对GMA的非线性迟滞进行建模,研究了模型的可逆性,推导了求逆算法,通过开环前馈补偿实验证明了逆算法的有效性.实验比较了在开环、前馈补偿和前馈补偿加PID闭环控制3种情况下,GMA对期望位移输出序列的跟踪能力.结果表明,前馈补偿将跟踪误差由开环控制时的-28.3%~24.2%减小到-1.3%~5.9%,而基于前馈补偿的PID控制则将跟踪误差进一步减小到-1.0%~1.3%,满足了伺服跟踪要求.

英文摘要:

According to the characteristic of cutting process of non-circular cross-section workpieces and its control requirement for tool servo, a feed-forward compensation approach was proposed for the high-speed servo tracking control of a giant magnetostrictive actuator's (GMA 'S) hysteresis by analyzing the profiles of non-circular piston's skirt and its cutting trajectory. Preisach model was employed for modeling the nonlinear hysteretic behaviour of the actuator, and the parameters of Preisach model were identified by first order descending (FOD) curves. The invertibility of Preisach model was discussed, and then the numerical expressions of the inverse Preisach model were presented for different input variations. A PID controller was designed based on the lumped parameter electrical-mechanical dynamic model of the GMA. Experimental results showed that, compared with the open-loop control, the range of tracking error was reduced from -28.3%-24.2% to -1.3%-5.9% when the feed-forward compensation was involved, and further reduced to -1.0%-1.3% by the PID controller based on the feed-forward compensation. A great improvement of tracking performance shows the effectiveness of the approach.

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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)
  • 被引量:21198