插補(bǔ)軌跡預(yù)補(bǔ)償交叉耦合控制算法研究

本文提出了一種適用于高速運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備的插補(bǔ)軌跡預(yù)補(bǔ)償算法的交叉耦合輪廓控制
方法。插補(bǔ)軌跡預(yù)補(bǔ)償算法是將插補(bǔ)輸出經(jīng)過(guò)一次運(yùn)動(dòng)規(guī)劃之后的結(jié)果作為輸入量，結(jié)合系統(tǒng)位置跟蹤誤差的模型，對(duì)輸入數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的補(bǔ)償。補(bǔ)償量的大小與XY 軸進(jìn)給速度及實(shí)時(shí)目標(biāo)位置的切線方向有關(guān)。將插補(bǔ)軌跡預(yù)補(bǔ)償作為系統(tǒng)的前饋環(huán)節(jié)，交叉耦合輪廓誤差補(bǔ)償作為系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)，較好的實(shí)現(xiàn)了交叉耦合控制與插補(bǔ)軌跡預(yù)補(bǔ)償之間的協(xié)調(diào)。該方法應(yīng)用在伺服跟蹤圓輪廓的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，插補(bǔ)軌跡預(yù)補(bǔ)償?shù)慕徊骜詈陷喞刂品椒苡行岣哕壽E精度與速度穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：輪廓誤差，預(yù)補(bǔ)償，交叉耦合控制
交叉耦合控制是一種改善和提高多軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)輪廓精度的有效控制方式。一般
意義上的減小多軸輪廓誤差的研究方法分兩方面，一是通過(guò)增強(qiáng)各單軸運(yùn)動(dòng)跟蹤精度和穩(wěn)定性以期間接達(dá)到減少多軸協(xié)同運(yùn)動(dòng)輪廓誤差[1]；二是通過(guò)設(shè)計(jì)各軸間的耦合控制器，將輪廓運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的幾何誤差和動(dòng)態(tài)特性綜合考慮，設(shè)計(jì)交叉耦合控制器處理廓型誤差分解至各伺服軸以期減小輪廓運(yùn)動(dòng)的跟蹤誤差和輪廓誤差[2][3]。本文在文獻(xiàn)[3]基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種基于插補(bǔ)軌跡誤差預(yù)估補(bǔ)償（CCPM）機(jī)制，結(jié)合交叉耦合控制的輪廓誤差傳遞函數(shù)(CETF)實(shí)時(shí)解耦廓型數(shù)據(jù)給各軸伺服控制器的算法。此算法簡(jiǎn)潔有效緊密配合控制系統(tǒng)硬件特點(diǎn)，滿足高速高精度伺服運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的廓型精度及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的要求。