[發明專利]一種網絡化多軸運動系統輪廓跟蹤控制方法

在審

• 申請號: 202110542008.0
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113110303A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 宋清昆;張晏銘
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種網絡化多軸運動系統輪廓跟蹤控制方法，其特征在于：它的控制方法如下：

步驟一：網絡化多軸運動控制系統建模：

首先對本地系統進行實驗建模，隨后考慮網絡時延和數據丟包對系統的影響，結合外部擾動建立網絡化運動控制系統模型；建立具有網絡誘導時延、數據丟包和擾動的網絡化運動系統模型；

步驟二：網絡化單軸跟蹤控制算法：

滑模預測控制算法，根據系統模型設計滑動面，優化趨近率，降低抖動的影響；以優化后的趨近律作為實際滑動模態，以系統模型作為預測模型、根據系統模型和滑動面計算預測滑模狀態，將實際滑動模態與預測的滑動模態之間的預測誤差，修正未來的預測模態；滑模預測控制為了將預測模態與參考軌跡給之間的誤差的最小化，因此設計代價函數，即滾動更新的性能指標，計算最佳的控制量；封裝為控制數據包；利用補償器，根據延遲時間，在控制數據包內選擇控制信息；根據滑模預測控制方算法設計單軸跟蹤控制器；分析單軸輪廓跟蹤控制器的穩定性；

通過數值模擬，對比應用滑模控制器和預測滑模控制器的網絡環境下單軸跟蹤控制性能；

步驟三：多軸輪廓控制算法：

采用基于期望輪廓的泰勒標準展開式來進行輪廓誤差估計，并與線性逼近方法做對比；

基于模糊PID的交叉耦合的輪廓控制算法，確定控制輸入和輸出；將輸入和輸出模糊化，建立模糊規則，根據模糊規則推理出模糊控制量，對模糊量進行反模糊化；設計基于模糊PID的交叉耦合輪廓控制器，分析控制器的穩定性；

通過數值模擬驗證，驗證模糊規則，對比基于PID的交叉耦合輪廓控制性能和基于模糊PID的交叉耦合輪廓控制性能；

步驟四：實驗驗證，基于半物理仿真平臺的網絡化多軸輪廓跟蹤控制算法檢驗：

基于半物理仿真平臺開展具有網絡誘導時延和丟包及系統參數攝動的網絡化多軸輪廓跟蹤控制算法驗證，通過對比試驗，檢驗網絡環境下多軸輪廓跟蹤控制策略。