多軸系統(tǒng)同步控制技術(shù)研究分解

核心字：Abstract：Thisarticlemainlyintroducessynchronouscontrolskillinmulti-axissystem.First,itexpoundsthereasonsofdevelopmentofmulti-axisandtheconceptofsynchronouscontrol,andthenintroducesthedevelopmentofsynchronouscontrolinmulti-axissystemandapplicationinCNCsystembycombiningmulti-axissystemwithsynchronouscontrol.Second,itexpoundsthecontrolmechanismandbasictheoriesofsynchronouscontrol.Basedoncontrolmechanism,thisarticleintroducesfivecontrolstrategymethods,anddiscussestherelativemeritsofeachmethod.Atlast,itpresentsthecontrolalgorithmusedinsynchronouscontrolofmulti-axis.KeyWord：multi-axissystem,synchronouscontrol,controlmechanism，strategy,control1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制成功第一臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控技術(shù)通過半個(gè)無法應(yīng)用于對(duì)功率需求較大的場(chǎng)合；另首先，使用單運(yùn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)大型對(duì)稱負(fù)載，影響]其目的是將主、從兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間的位移偏差量控制在一種允許的范疇內(nèi)[2。以反映以減小同時(shí)誤差。因此，單軸的擾動(dòng)勢(shì)必會(huì)影響控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性能[4。在這種狀況下，n1980年提出了交叉耦合賠償控制方略（普通將系統(tǒng)中某一運(yùn)動(dòng)軸的輸出進(jìn)行某種變換后作為其它軸的參考輸入來實(shí)現(xiàn)交叉耦合該同時(shí)控制方略通過耦合系數(shù)將各運(yùn)動(dòng)軸的跟蹤誤差以及同時(shí)誤差耦合成各軸制理論展開了進(jìn)一步的研究。Kukamin對(duì)交叉耦合賠償控制方略進(jìn)1989年提出了最優(yōu)控制方案。PID構(gòu)造簡(jiǎn)樸、調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定性好，在多電機(jī)的控制中得到PID控制外，許多科學(xué)研究者將當(dāng)代控制理論，PID控制技術(shù)與智能控制技術(shù)相結(jié)合，得到了諸多新型多軸PID控制辦法、PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，大大提高了同時(shí)840D/810DNUM1040MFANUC的840D/810D840D/810DNUM1040MNUMP參數(shù)的設(shè)立是其開放性的特性之一，NUM1040M115P參數(shù)，通過修改PNUM專用軟件的環(huán)境下，P參數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配備與調(diào)節(jié)，亦可不借助任何軟件及工具，P參數(shù)。NUMP參數(shù)實(shí)現(xiàn)FANUC-15i饋回來的同時(shí)數(shù)據(jù)的解決更加迅捷，在控制高速高精機(jī)床時(shí)更含有優(yōu)勢(shì)[6。多軸系統(tǒng)的同時(shí)運(yùn)行關(guān)系普通分為下列幾類[7：規(guī)定多軸系統(tǒng)的同時(shí)運(yùn)動(dòng)含有相似的速度或位移量在瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)都能θ可由下列公式求得：

(1-θ1、θ2、ω1、ω212的角位移和角速度。由公式(1-1)ΔωΔθ也為零。但假設(shè)系統(tǒng)由于外界干擾等ΔθΔω偏離零點(diǎn)，即產(chǎn)生速度誤差。由此能夠看出，即使在多數(shù)狀況下系1、2ω1、ω2，那么它

(1-同時(shí)控制精度低[9；能[9。普通可分為非耦合式與耦合式兩大類[10?，F(xiàn)在常見的同時(shí)控制方略有下列幾個(gè)：ω*。每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸在該信號(hào)的控制下并行工作，互不相干。如果其中一種軸+-+-ω+-+-ω23.13.2。其中從軸的參考輸入信號(hào)來自于主軸輸出，從而達(dá)成同時(shí)的目的[12。由此可知，一旦主運(yùn)動(dòng)ω*ω*-+-ω+-+-ω被控對(duì)象控制器被控對(duì)象控制器23.2多軸系統(tǒng)的主從式同時(shí)控制能夠通過軟件和硬件方式實(shí)現(xiàn)[13][14]3.33.33.4統(tǒng)含有較好的同時(shí)精度[14。3.5Koren1980年初次提出，并將其應(yīng)用于雙軸平臺(tái)的控3.6所示。ωω*++--+++-+--被控對(duì)象控制器被控對(duì)象控制器3.6成系統(tǒng)整體穩(wěn)定性變差，不合用于運(yùn)動(dòng)軸數(shù)不不大于二軸的系統(tǒng)[15。Perez-Pinal等人提出，該方案合用于軸數(shù)不不大于二3臺(tái)或以上的多電機(jī)同時(shí)控制，并且有效地減小了電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的抖動(dòng)。該+-T+ω被控對(duì)象-補(bǔ) 器+-+ω被控對(duì)象-器+-+ω被控對(duì)象-器控制器控制器控制器233.7Control夠按照設(shè)定的速度仿真實(shí)際軸進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)[17。因此，電子虛擬軸同樣能夠作為是整3.8所示[18]。圖3.8PIDP控制、PI控制、PDPID控制。由于它含有簡(jiǎn)要的PID90%PID控制。PID控制器中，比例環(huán)節(jié)的輸出正比于偏差信號(hào)，用于消除偏差；積分PID控制器。PID控制算法。計(jì)算機(jī)控制是一種采樣控制,PID控制算法不能直接PID控制算法，往往根據(jù)需要加以適宜的變化，例如積分分PIDPID控制算法等[19]。這樣會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的控制品質(zhì)，減少同時(shí)控制精度?；谏鲜鲆蛩兀琒aberi等PD加重力賠償?shù)娜譂u進(jìn)控D復(fù)雜系統(tǒng)，由于其運(yùn)行狀況多變，且系統(tǒng)參數(shù)含有時(shí)變性，如果對(duì)其使用PID控PIDPIDPID控制方式。由于PID及當(dāng)代控制理論、智能控制理論技術(shù)的多重特點(diǎn)，其對(duì)于復(fù)雜對(duì)PID控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等[19。PIDPID控制算法，在多軸同時(shí)控制PID4.1所示[20。該控制器的含糊推理規(guī)則基于預(yù)先設(shè)定的規(guī)則表，不需要復(fù)雜的算法，e和轉(zhuǎn)速誤ec的雙重反饋賠償能夠盡快地減小同時(shí)誤差。4.1PID前饋型網(wǎng)絡(luò)和反饋型網(wǎng)絡(luò)。典型的前饋型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造有：?jiǎn)螌痈兄?、BP網(wǎng)絡(luò)和RBFHopfield。PIDPID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮其自學(xué)習(xí)PIDPID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)可控制系統(tǒng)的響應(yīng)快、PIDPID4.2PID季明逸.多軸同時(shí)控制方略的研究與實(shí)踐[D].曹毅，周會(huì)成，唐小琦雙軸同時(shí)控制技術(shù)的研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床（3）：曹毅.雙軸同時(shí)控制技術(shù)的研究[D].楊亞輝.多軸系統(tǒng)同時(shí)控制技術(shù)[D].張婧.無軸傳動(dòng)印刷機(jī)同時(shí)控制系統(tǒng)的研究[D].白帆.多軸同時(shí)伺服控制系統(tǒng)研究[D].肖亮亮.基于虛擬軸法的多軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].李俊杰.多軸系統(tǒng)高精度同時(shí)控制[D].實(shí)現(xiàn)[J].（1）：26~28.PID[D].高恒路.電液伺服雙向激振非常規(guī)同時(shí)控制的研究[D