中国电机工程学报
中國電機工程學報
중국전궤공정학보
ZHONGGUO DIANJI GONGCHENG XUEBAO
2014年
30期
5451-5457
,共7页
蒋毅%朱煜%杨开明%李鑫%余东东
蔣毅%硃煜%楊開明%李鑫%餘東東
장의%주욱%양개명%리흠%여동동
多输入多输出系统%动力学建模%位置相关耦合%力相关耦合
多輸入多輸齣繫統%動力學建模%位置相關耦閤%力相關耦閤
다수입다수출계통%동역학건모%위치상관우합%력상관우합
multi-input multi-output (MIMO) system%dynamic modeling%position-dependency coupling%force- dependency coupling
多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)运动控制系统中,自由度耦合是影响系统运动性能的关键因素。因此,为实现运动系统高速度下纳米级定位精度和轨迹跟踪精度,需要从控制对象内部的耦合机理出发,建立耦合模型,并在此基础上建立动力学模型,实现系统内部的力学解耦。该文研究对象是一种无接触式六自由度微动台,此微动台有8个洛伦兹电机提供驱动力,且竖直方向具有重力平衡装置。基于微动台的结构模型和控制要求,建立了2类主要耦合模型:位置相关耦合和力相关耦合。其中,位置相关解耦连接控制点到质心,力相关解耦连接质心到各驱动力。最后进行了实验验证,实验结果证明了动力学模型的可行性和有效性。
多輸入多輸齣(multi-input multi-output,MIMO)運動控製繫統中,自由度耦閤是影響繫統運動性能的關鍵因素。因此,為實現運動繫統高速度下納米級定位精度和軌跡跟蹤精度,需要從控製對象內部的耦閤機理齣髮,建立耦閤模型,併在此基礎上建立動力學模型,實現繫統內部的力學解耦。該文研究對象是一種無接觸式六自由度微動檯,此微動檯有8箇洛倫玆電機提供驅動力,且豎直方嚮具有重力平衡裝置。基于微動檯的結構模型和控製要求,建立瞭2類主要耦閤模型:位置相關耦閤和力相關耦閤。其中,位置相關解耦連接控製點到質心,力相關解耦連接質心到各驅動力。最後進行瞭實驗驗證,實驗結果證明瞭動力學模型的可行性和有效性。
다수입다수출(multi-input multi-output,MIMO)운동공제계통중,자유도우합시영향계통운동성능적관건인소。인차,위실현운동계통고속도하납미급정위정도화궤적근종정도,수요종공제대상내부적우합궤리출발,건립우합모형,병재차기출상건립동역학모형,실현계통내부적역학해우。해문연구대상시일충무접촉식륙자유도미동태,차미동태유8개락륜자전궤제공구동력,차수직방향구유중력평형장치。기우미동태적결구모형화공제요구,건립료2류주요우합모형:위치상관우합화력상관우합。기중,위치상관해우련접공제점도질심,력상관해우련접질심도각구동력。최후진행료실험험증,실험결과증명료동역학모형적가행성화유효성。
The coupling in the MIMO motion control system is a key factor for the motion performance. In order to achieve nanoscale positioning and tracking accuracy with high motion velocity, the establishment of the internal coupling mechanism and dynamic modeling of the control system is needed. The study focuses on an ultra-precision contactless 6-DOF fine stage, which is driven by eight Lorentz motors and gravity compensators. According to the structure model and control requirements, two coupling models are established: position-dependency and force-dependency coupling. The first mode is to connect the control point and the center of mass, and the second mode is to connect the center of mass and the actuators. Finally, the overall decoupling mode is proved to be feasibility and effectiveness by experiments.