直線電機線性精密平臺控制原理

直線電機線性精密平臺控制原理

       直線電機驅動器經常采用PID 算法控制作為 控制器. 但在高精度控制中, 要求直線電機伺服器具 有很強的抗干擾能力, 定位精度高, 以及對系統參數 的變化具有強魯棒性. 但傳統的PID 控制器很難滿 足這些性能要求. 在系統中, 對PID 算法進行改 進, 運用了
PID+ 速度/ 加速度前饋+ N OT CH 濾 波"的控制算法. 速度/ 加速度前饋用來減小微分增 益或測量反饋回路阻尼所帶來的跟隨誤差.
NOT CH 濾波器主要用于消除系統存在的機械諧 振. 改進后的PID 控制算法原理如圖5 所示. 通過 調整其中的相關參數使伺服特性達到剛性好、穩定 性強、跟隨誤差小, 以實現直線電機線性精密平臺運動定位精度高的目的。
 
        圖中K p 為比例增益; K d 為微分增益; K vf f 為速度前饋增益; K i 為積分增益; IM 為積分模式; K af f 為加速度前饋增益; n1 為帶阻濾波器系數; n2 為帶阻濾波器系數;d 1 為帶通濾波器系數; d2 為帶 通濾波器系數.
其中K p , K i , K d , K vf f , K af f 以及NOTCH 濾波 器參數都是可調節的參數. 比例增益提供系統的剛 度, 微分增益提供穩定需要的阻尼, 積分增益消除穩 態誤差, 速度前饋增益減小由于阻尼引入的跟隨誤 差, 加速度前饋增益減小或消除由于系統慣性帶來 的跟隨誤差, N OT CH 濾波器是一個防機械諧振濾 波器, 用于抵消共振的影響.