直线电机线性精密平台控制原理

直线电机线性精密平台控制原理

       直线电机驱动器经常采用PID 算法控制作为 控制器. 但在高精度控制中, 要求直线电机伺服器具 有很强的抗干扰能力, 定位精度高, 以及对系统参数 的变化具有强鲁棒性. 但传统的PID 控制器很难满 足这些性能要求. 在系统中, 对PID 算法进行改 进, 运用了
PID+ 速度/ 加速度前馈+ N OT CH 滤 波"的控制算法. 速度/ 加速度前馈用来减小微分增 益或测量反馈回路阻尼所带来的跟随误差.
NOT CH 滤波器主要用于消除系统存在的机械谐 振. 改进后的PID 控制算法原理如图5 所示. 通过 调整其中的相关参数使伺服特性达到刚性好、稳定 性强、跟随误差小, 以实现直线电机线性精密平台运动定位精度高的目的。
 
        图中K p 为比例增益; K d 为微分增益; K vf f 为速度前馈增益; K i 为积分增益; IM 为积分模式; K af f 为加速度前馈增益; n1 为带阻滤波器系数; n2 为带阻滤波器系数;d 1 为带通滤波器系数; d2 为带 通滤波器系数.
其中K p , K i , K d , K vf f , K af f 以及NOTCH 滤波 器参数都是可调节的参数. 比例增益提供系统的刚 度, 微分增益提供稳定需要的阻尼, 积分增益消除稳 态误差, 速度前馈增益减小由于阻尼引入的跟随误 差, 加速度前馈增益减小或消除由于系统惯性带来 的跟随误差, N OT CH 滤波器是一个防机械谐振滤 波器, 用于抵消共振的影响.