[發明專利]三軸運動平臺自適應滑模交叉耦合輪廓控制方法有效
| 申請號： | 202110644963.5 | 申請日： | 2021-06-09 |
| 公開（公告）號： | CN113219840B | 公開（公告）日： | 2022-02-01 |
| 發明（設計）人： | 李國柱;段穎妮;白瀟;孟雪;雷俊紅 | 申請（專利權）人： | 西安文理學院 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 西安正華恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 61271 | 代理人： | 傅曉 |
| 地址： | 710065 陜西*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 運動 平臺 自適應 交叉 耦合 輪廓 控制 方法 | ||
本發明公開了一種三軸運動平臺自適應滑模交叉耦合輪廓控制方法，該方法包括構建并初始化自適應滑?？刂破?；向初始化后的自適應滑?？刂破鬏斎氤跏疾逖a命令信號，得到伺服控制器的初始輸出結果；根據初始插補命令信號和伺服控制器的初始輸出結果更新自適應滑?？刂破鞯淖赃m應滑?？刂坡珊洼喞`差，分別得到當前自適應滑?？刂坡珊彤斍拜喞`差；將當前輪廓誤差送入交叉耦合控制器，通過PID控制算法，得到當前輪廓誤差的補償控制量分量；通過當前自適應滑?？刂坡珊彤斍拜喞`差的補償控制量分量的疊加作為伺服驅動器的輸入來控制三軸運動平臺的實際運動。本發明提升了滑?？刂破鞯淖赃m應性和控制策略有效性。
技術領域
本發明涉及機械控制領域，具體涉及一種三軸運動平臺自適應滑模交叉耦合輪廓控制方法。
背景技術
現代制造加工技術中，高精度多軸運動控制一直屬于研究熱點問題，在多軸的軌跡跟蹤運動過程中存在兩種誤差，跟蹤誤差和輪廓誤差。跟蹤誤差是實際位置到期望位置之間的誤差，輪廓誤差是實際位置到期望軌跡的距離。對于加工運動來講，輪廓誤差更能反映輪廓加工精度，因此輪廓誤差的控制更受到人們的重視。
多年來國內外學者針對輪廓誤差控制做了大量的研究。對于降低輪廓誤差，傳統的策略是減小單軸的跟蹤誤差，例如PID控制，神經網絡，迭代學習控制，滑?？刂频取Ｈ欢诙噍S運動系統中，由于各軸之間動態同步性能的不匹配，僅考慮單軸跟蹤精度的提高，無法有效減小輪廓誤差，因此必須引入多軸的協調機制來有效抑制輪廓誤差，目前交叉耦合控制(Crosscoupled control,CCC)是應用最為廣泛的方法。交叉耦合的基本思想是利用各坐標軸的給定及反饋信息，建立輪廓誤差估算模型，尋求輪廓誤差補償控制規律并將補償量送給各坐標軸，達到提升輪廓誤差精度的目的。交叉耦合控制器主要包括輪廓誤差估算和控制補償策略兩個部分。
發明內容
針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種三軸運動平臺自適應滑模交叉耦合輪廓控制方法解決了三軸運動平臺控制過程中跟蹤誤差較大、適應性差以及有效性低的問題。
為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：
提供一種三軸運動平臺自適應滑模交叉耦合輪廓控制方法，其包括以下步驟：
S1、構建并初始化自適應滑?？刂破?，將自適應滑?？刂破髋c伺服控制器相連；
S2、向初始化后的自適應滑?？刂破鬏斎氤跏疾逖a命令信號，得到伺服控制器的初始輸出結果；
S3、根據初始插補命令信號和伺服控制器的初始輸出結果更新自適應滑?？刂破鞯淖赃m應滑模控制律和輪廓誤差，分別得到當前自適應滑?？刂坡珊彤斍拜喞`差；
S4、將當前輪廓誤差送入交叉耦合控制器，通過PID控制算法，得到當前輪廓誤差的補償控制量，同時計算當前輪廓誤差的補償控制量的交叉耦合增益；
S5、向當前自適應滑模控制器輸入新的插補命令信號，將當前自適應滑?？刂坡珊彤斍拜喞`差經交叉耦合控制器生成的補償控制量交叉耦合增益疊加后輸入伺服控制器，得到伺服控制器的輸出結果，完成一次自適應滑模交叉耦合輪廓控制；
S6、判斷是否繼續進行自適應滑模交叉耦合輪廓控制，若是則進入步驟S7；否則結束控制；
S7、根據上一輪的插補命令信號和伺服控制器的輸出結果更新自適應滑?？刂破鞯膮岛洼喞`差，返回步驟S5。
進一步地，步驟S3中根據初始插補命令信號和伺服控制器的初始輸出結果更新自適應滑?？刂坡傻木唧w方法包括以下子步驟：
S3-1-1、根據公式：
e＝ri-pi
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