文档介绍：山东大学
硕士学位论文
多轴运动控制系统人机界面设计与控制策略的研究
姓名:卢金铎
申请学位级别:硕士
专业:模式识别与智能系统
指导教师:刘锦波
20060418
山东大学硕士学位论文摘要多轴协调运动控制与复杂曲面、曲轴的加工、缠绕机械、多轴联动数控机床等设备密切相关。这些设备无论是在国防、航空航天还是在工业、民用等产品的加工制造领域都是不可或缺的,因此,对其相关问题的研究一直得到诸如自动控制、机械自动化等相关领域研究人员的高度关注。本文对其中的两方面问题进行了研究:一是关于多轴运动控制系统使用过程中的人机界面的设计;另一方面涉及有关多轴运动控制系统的协调控制策略的研究。人机界面是正确使用多轴运动控制系统的基础,一个优秀的人机界面既要满足功能需要,又要有友好的界面,,本文利用机和刂瓶ǎ⒃赩肪下设计了四轴运动控制系统平台的人机界面。所设计的人机界面具有如下功能:隤ǖ耐ㄑ叮参数设置;绦蛞约翱刂撇问南略赜胱刺量的上传;侄胱远刂乒δ埽维仿真运行。除此之外,作为一个应用实例,本文还对具有图像文件输入形式的呗钒宓窨袒穆肪渡勺榧进行了编写。多轴协调控制策略是多轴运动控制系统的核心,它直接决定了运动控制系统的性能。传统的多轴运动控制系统在解决各轴之间运动轨迹的耦合方面多采用刂撇呗浴>」苷庵挚刂撇呗杂幸欢ǔ潭鹊穆嘲粜裕捎谒荒苁迪稳态工作点处的局部稳定,因而难以满足调速范围较宽且扰动幅度较大的复杂曲面或曲线的加工要求。为此,,旨在改善多轴运动控制系统的性能。论文在回顾传统多轴运动控制方法的基础上,分别对直角坐标系和极坐标下两轴运动控制系统的非线性娇制和协调控制策略进行了研究。所设计的控制策略具有较强的鲁棒性和全局稳定性,在一定程度上改善了系统的性能,仿真结果验证了上述方案的有效性。关键词:多轴运动控制系统,,协调控制,交叉耦合控制
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论文作者签名::壶垡论文作者签名:堑茸导师签名日期:鲨:论文作者签名:至:垒:原创性声明关于学位论文使用授权的声明附件一:本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研’究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。。
,对各种机械性能和产品质量要求的逐渐提高,单单针对一台电机的控制已经不能完成一些复杂轨迹的生成,如机器人的路径规划,曲线、曲面与空间曲轴的加工等,这就需要人们协调控制多台电机,由此产生了多电机运动控制系统,它在电气传动中占有非常重要的位置,已经成为加工业和机器人领域倍受关注的研究课题。“硕刂破鳌倍嘀嵩硕刂葡低车难芯坑胗τ檬悄壳肮使ひ涤τ与学术界的研究热点之一,以机作为主处理平台,运动控制器嵌入机,将机的信息处理能力和运动控制器的快速运算能力有机地结合在一起,具有信息处理能力强,开放程度高、通用性好的特点。在多轴运动控制系统中,运动控制器是实现多轴运动的核心部件,它通过由电机驱动的执行机构进行运动控制;而在运动控制器中,控制策略决定了协调控制性能的优劣,很多的控制策略都尝试着应用在多电机协调控制领域,特别是交叉耦合控制思想提出以来,许多科研工作者在这方面进行了深入的研究。一般的在保持多轴协调运转有两种方式:一种是机械方式;另一种是电方式。采用机械协调传动时,由于机械连接牢固可靠而得到较多的应用。但机械协调传动方式的传动范围有限,对一些要求动态定位对接的控制,使用机械传上不受限制,、航空以及一般工业技术领域提供动态定位对接传动的理论和方法以及需要统一动作功能的多电机协调控制技术】。采用电方式的多轴协调控制系统的核心是多轴运动控制器,我们首先来回顾一下多轴运动控制器的发展。简单的说,运动控制器是通过对由电机驱动的执行机构进行运动控制,以实现预定运动轨迹目标的装置。可以说,只要有伺服电机应用的场合就离不开运动控制器,它以其