基于模型辨識的數(shù)控機床專用伺服電機位置控制*

丘永亮

(廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州 510510)

基于模型辨識的數(shù)控機床專用伺服電機位置控制*

丘永亮

(廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州 510510)

數(shù)控機床精密加工要求伺服電機具有精度高和響應(yīng)快等特性，而傳統(tǒng)的伺服控制器位置環(huán)采用的是簡單的誤差比例(P)控制，這種控制方法的響應(yīng)性不能滿足加工要求。提出一種基于模型辨識的伺服電機角位移控制方法。首先，采用最小二乘法辨識出傳統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)的模型；然后，分析模型的零、極點，根據(jù)模型特性設(shè)計補償控制器；最后，通過試驗結(jié)果說明所提方法能快速、準(zhǔn)確地跟隨系統(tǒng)輸入。

數(shù)控機床；最小二乘法；位置控制；伺服電機；模型辨識

0 引 言

為了提高加工精度，在制定零件的數(shù)控機床加工工藝時，會用海量的短直線逼近任意曲線。短直線代碼表示的位移短至微米級別，就對伺服系統(tǒng)的跟隨響應(yīng)性提出了更高的要求。近年來高性能伺服控制器的相關(guān)研究一直是熱點。文獻[1]提出了模糊PID算法，并成功應(yīng)用到永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的速度環(huán)控制。Jin-Woo Jung[2]等同樣對伺服電機的速度控制，提出了自適應(yīng)PID控制算法。D. Q. Dang[3]等把模糊推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法融合到PMSM的應(yīng)用，并分析了控制算法的穩(wěn)定性。文獻[4]設(shè)計了觀測器對PMSM的誤差進行補償，實現(xiàn)較高的控制性能。文獻[5]針對PMSM的參數(shù)實施在線預(yù)測，提出了一種自適應(yīng)控制算法。Fabrizio[6]等把分?jǐn)?shù)階微積分理論引入到伺服電機的PID控制，并提出了相關(guān)參數(shù)的整定規(guī)則。Zhang[7]等融合PID滑模控制技術(shù)，結(jié)合分?jǐn)?shù)階微積分的優(yōu)勢，提出了一種強魯棒性的電機控制方法。……