[發明專利]三軸數控系統的串級型迭代學習交叉耦合輪廓誤差控制方法

無效

• 申請號: 201110331850.6
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102393677A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 徐建明;周延松;吳世名;張健;陸群
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種三軸數控系統的串級型迭代學習交叉耦合輪廓誤差控制方法，所述控制方法包括以下過程：

三軸數控系統的實際參考輸入量表示如下：

Y_dx，k+1＝Y_dx+ΔY_dx，k+Г_xE_x，k+ε_kCC_x

Y_dy，k+1＝Y_dy+ΔY_dy，k+Г_yE_y，k+ε_kCC_y

Y_dz，k+1＝Y_dz+ΔY_dz，k+Г_zE_z，k+ε_kCC_z

其中，X軸跟隨誤差的算式為：

E_x，k+1＝Y_dx-Y_x，k+1

???????＝Y_dx-G_xY_dx，k+1

???????＝Y_dx-G_x(Y_dx+ΔY_dx，k+Г_xE_x，k+ε_kCC_x)

???????＝(1-G_xГ_x-G_xCC_x²)E_x，k-G_xCC_xC_yE_y，k-G_xCC_xC_zE_z，k

Y軸跟隨誤差的算式為：

E_y，k+1＝Y_dy-Y_y，k+1

???????＝Y_dy-G_yT_dy，k+1

???????＝Y_dy-G_y(Y_dy+ΔY_dy，k+Г_yE_y，k+ε_kCC_y)

???????＝(1-G_yГ_y-G_yCC_y²)E_y，k-G_yCC_xC_yE_x，k-G_yCC_yC_zE_z，k

Z軸跟隨誤差的算式為：

E_z，k+1＝Y_dz-Y_z，k+1

???????＝Y_dz-G_zY_dz，k+1

???????＝Y_dz-G_z(Y_dz+ΔY_dz，k+Г_zE_z，k+ε_kCC_z)

???????＝(1-G_zГ_z-G_zCC_z²)E_z，k-G_zCC_xC_zE_x，k-G_zCC_yC_zE_y，k

則

Ex,k+1Ey,k+1Ez,k+1=1-GxΓx-GxCCx2-GxCCxCy-GxCCxCz-GyCCxCy1-GyΓy-GyCCy2-GyCCyCz-GzCCxCz-GzCCyCz1-GzΓz-GzCCz2Ex,kEy,kEz,k---(1)]]>

其中，k是迭代次數，Y_dx，Y_dy，Y_dz是X軸，Y軸和Z軸的期望軌跡；Y_dx，k，Y_dy，k，Y_dz，k代表通過k次迭代學習后X軸，Y軸和Z軸的實際參考輸入；Г_x，Г_y，Г_z分別代表X軸，Y軸和Z軸的迭代學習律；E_x，k+1，E_y，k+1，E_z，k+1表示X軸，Y軸和Z軸的跟隨誤差；E_x，k，E_y，k，E_z，k表示X軸，Y軸和Z軸的第k次迭代后參考輸入與輸出之間的差值；ε_k代表輪廓誤差；C_x，C_y，C_z表示X軸，Y軸和Z軸的交叉耦合控制器誤差補償系數，C代表輪廓誤差控制器的傳遞函數，Y_dx，k+1，Y_dy，k+1，Y_dz，k+1表示X軸，Y軸和Z軸的實際參考輸入信號，G_x，G_y，G_z代表X軸，Y軸和Z軸的傳遞函數。

推導出串聯型迭代學習控制的收斂條件，由式(1)得到：

Ex,k+1Ey,k+1Ez,k+1=1-GxΓx-GxCCx2-GxCCxCy-GxCCxCz-GyCCxCy1-GyΓy-GyCCy2-GyCCyCz-GzCCxCz-GzCCyCz1-GzΓz-GzCCz2×]]>

1-GxΓx-GxCCx2-GxCCxCy-GxCCxCz-GyCCxCy1-GyΓy-GyCCy2-GyCCyCz-GzCCxCz-GzCCyCz1-GzΓz-GzCCz2Ex,k-1Ey,k-1Ez,k-1]]>

=...=1-GxΓx-GxCCx2-GxCCxCy-GxCCxCz-GyCCxCy1-GyΓy-GyCCy2-GyCCyCz-GzCCxCz-GzCCyCz1-GzΓz-GzCCz2kEx,0Ey,0Ez,0]]>

E_x，k-1，E_y，k-1，E_z，k-1表示X軸，Y軸和Z軸第k-1次迭代后參考輸入與輸出之間的差值，E_x，0，E_y，0，E_z，0表示X軸，Y軸和Z軸初始參考輸入與輸出之間的差值；則串聯型迭代學習控制的收斂必要條件為：

||1-GxΓx-GxCCx2-GxCCxCy-GxCCxCz-GyCCxCy1-GyΓy-GyCCy2-GyCCyCz-GzCCxCz-GzCCyCz1-GzΓz-GzCCz2||<1---(2)]]>

通過求解滿足上式(2)條件的迭代學習律和輪廓誤差控制器，可實現三軸數控系統的輪廓誤差控制。