收藏本站
《华中科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制

权建洲  
【摘要】:H型桁架定位平台机械结构简单、运动稳定性高,在精密测量、数控加工和半导体封装设备中的应用愈来愈广泛。采用直线电机双边驱动后,克服了传统旋转电机和滚珠丝杠驱动方式传动环节多、响应滞后大以及存在非线性摩擦等缺点,可获得更高的速度、加速度和定位精度,适合于半导体芯片封装中的频繁“拾/放”操作和快速点点精密定位。随着运动速度和加速度的增加,桁架系统动力学特性已成为影响系统定位精度和同步性能的重要因素,在控制设计中必须加以考虑。为此,本论文对高速工况下双边驱动H型桁架定位平台的系统动力学建模与同步控制等方面开展研究。主要研究工作如下: (1)基于Euler-Lagrange方程,建立了H型桁架系统的耦合动力学模型。研究了关节刚度对系统频率特性的影响,分析了移动头快速加减速运动引起的扭转冲击对横梁两端同步性能的影响,仿真结果表明通过提高关节的刚度有利于提高系统的振动频率。移动头高加速度快速移动时,将会对横梁产生扭转运动,并诱导结构振荡。 (2)双边驱动H型桁架定位平台是典型的多输入多输出(MIMO)耦合系统,在快速定位或跟踪过程中要求最小化同步误差。通过建立包含同步误差及其变化率的线性二次性能指标,将此类耦合系统的同步控制问题转化为线性二次型最优控制问题。通过建立黎卡提等式和李雅普洛夫等式,计算出包含有交叉耦合补偿的控制律。研究了同步误差及同步误差变化率加权系数α、β值对同步性能的影响,仿真结果表明增大加权系数α、β值有利于改善系统的同步性能,同步误差对权系数β值的取值更为敏感。 (3)针对H型桁架定位平台采用线性二次最优同步控制当出现扰动时鲁棒性变差的问题,结合滑模变结构控制和线性二次优化控制各自优点,设计了滑模变结构最优同步控制器。滑模变结构控制抑制外部干扰的影响,增强系统的鲁棒性,线性二次最优控制用于改善系统的动、静态性能。设计了简单的扰动估计器,通过自适应律对扰动上界进行预估,实现了在未知扰动上界的情况下仍能保证控制系统的鲁棒性。 (4)结合双边驱动H型桁架定位平台在RFID电子标签贴装设备中的工程应用,进行了同步控制系统的设计,包括具有同步误差补偿功能的同步控制设计、同步误差保护和同步轴回原点等内容,给出了具体实现方法和实验结果。最后对本文提出的理论成果进行了实验验证。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH113.2

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 程颖;基于PMAC的双丝杠驱动同步运驱控制研究和应用[D];华中科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张从鹏;刘强;;直线电机气浮精密定位平台设计与控制[J];北京航空航天大学学报;2008年02期
2 郭庆鼎,赵希梅,翁秀华;基于干扰观测器的龙门移动式镗铣加工中心同步控制[J];电工技术学报;2005年09期
3 ;Prospect on Present-Day Crustal Kinematics and Dynamics Research in Sichuan-Yunnan Area with Geodetic Data[J];Geo-Spatial Information Science;2005年01期
4 刘伟;直线电机在微电子领域中的应用[J];光学精密工程;2001年04期
5 刘强;张从鹏;;直线电机驱动的H型气浮导轨运动平台[J];光学精密工程;2007年10期
6 张晓宇;苏宏业;;滑模变结构控制理论进展综述[J];化工自动化及仪表;2006年02期
7 ;桥型移动龙门式仿形喷涂生产线[J];机电产品开发与创新;2001年04期
8 李刚;百格拉机器人在汽车生产线上的应用[J];机械工人.冷加工;2003年07期
9 郭庆鼎,唐光谱;基于解耦控制的同步传动技术的应用研究[J];控制与决策;2001年01期
10 赵希梅;郭庆鼎;;龙门移动式镗铣加工中心的同步控制[J];伺服控制;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李运堂;面向芯片封装的高加速度高精度气浮定位平台的研究[D];上海交通大学;2007年
2 吴建华;高加速度直线伺服系统的快速高精度定位控制[D];上海交通大学;2007年
3 吴金波;柔性驱动拱架机器人的建模与控制[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 蓝益鹏;双位置环直线伺服同步系统鲁棒控制[D];沈阳工业大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李泉溪;银兵;许根山;;风神轮胎高温循环水泵腐蚀现象研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2010年01期
2 曹苏民;陆一心;;面向系统方块图的频域数字仿真方法[J];安徽工学院学报;1989年01期
3 吴盛英;;数控控制软件设计中的一个问题[J];安徽工学院学报;1993年01期
4 ;Incompatible numerical manifold method for fracture problems[J];Acta Mechanica Sinica;2010年02期
5 曹文霞;汪永华;钱多德;;基于RBF神经网络整定PID的PMLSM控制研究[J];安徽农业大学学报;2012年01期
6 吴文波;李小华;程万胜;;基于LMI三级倒立摆系统的H_∞鲁棒控制[J];辽宁科技大学学报;2010年03期
7 彭雯;高艳红;;青藏高原融冻过程中能量和水分循环的模拟研究[J];冰川冻土;2011年02期
8 张丽娜;韩雷;;消除温度对倒装键合对准精度影响的方法[J];半导体技术;2008年11期
9 甘海涛;高健;陈新;;引线键合劈刀Z轴运动信号分析[J];半导体技术;2009年03期
10 杨志军;曹占伦;吴小洪;姜永军;陈新;;粘片机焊头机构快速启停最优运动速度规划[J];半导体技术;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金尚泰;侯忠生;王卫红;;无模型自适应控制方法在永磁直线电机控制中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 甄子洋;王志胜;;时滞MIMO系统的信息融合解耦补偿器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 李岳明;郭冰洁;庞永杰;;滑模变结构控制削弱抖振的一种方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 芮丰;李然;陈忠强;冯晓迪;万理想;;基于AMESim的全功能强力液压支架试验台垂直加载系统的研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
5 杨涛;葛邦;高殿斌;王朝纲;;大梁带铺放轨迹实时插补控制算法[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
6 杨叔子;吴波;;先进制造技术及其发展趋势[A];中国科协2003年学术年会大会报告汇编[C];2003年
7 刘红岩;秦四清;李厚恩;马平;孙强;;岩石冲击破坏的数值流形方法模拟(英文)[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
8 刘红岩;秦四清;杨军;;爆炸荷载下岩石破坏的数值流形方法模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
9 杨霞;李强;郭庆鼎;;磁悬浮直线电机在数控机床中的应用[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
10 杨霞;李新叶;高燕;;机床进给系统跟踪精度的神经网络控制[A];第十二届中国小电机技术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯婷;离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制[D];山东科技大学;2010年
2 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
3 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
4 陈建魁;非连续卷绕系统动力学建模与张力/位置控制及其应用[D];华中科技大学;2010年
5 杨通;高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D];华中科技大学;2010年
6 罗珂;基于输出预测和LMI方法的电力系统广域阻尼控制研究[D];山东大学;2010年
7 傅林坚;大流量高响应电液比例阀的设计及关键技术研究[D];浙江大学;2010年
8 刘英杰;负载口独立电液比例方向阀控制系统关键技术研究[D];浙江大学;2011年
9 胡庆;高层电梯垂直运动的鲁棒控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 关丽荣;基于反推技术的永磁直线同步电机控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
2 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
3 王坤;液体粘性传动研究及应用[D];山东科技大学;2010年
4 杨中波;自备热电厂工程电气部分研究设计[D];郑州大学;2010年
5 贺莉;基于Matlab的永磁直线同步电机混沌系统研究[D];郑州大学;2010年
6 张兴文;宏/微定位平台控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 孙靖;水下机器人状态反馈广义预测解耦控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王岱荣;空间多级倒立摆控制系统研究[D];大连理工大学;2010年
9 齐秀飞;40t.m液气锤系统特性研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
10 屈海峰;基于嵌入式的矿井提升机故障诊断系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶云岳;;直线电机在现代机床业中的应用与发展[J];电机技术;2010年03期
2 樊亚妮;张辉;;基于运动卡的两轴同步运动控制系统[J];广东教育学院学报;2007年03期
3 杨晨娜;张怡;;双电机同步控制系统的设计与仿真[J];工业控制计算机;2009年01期
4 柳飞 ,韦巍;基于交叉耦合的生产线位置同步控制[J];测控技术;2004年02期
5 陈文安;;基于PLC的多驱动同步控制[J];机电信息;2009年36期
6 沈灿钢,陈岳林,孙宁;基于PMAC和安川伺服电机的一维精密定位控制系统研究[J];计量与测试技术;2005年09期
7 王可;刘士阁;王淑芳;;机床滚珠丝杠传动的改进设计[J];机械工程师;2006年03期
8 尹慧博;毕海峰;姜洪权;索忠伟;;提高滚珠丝杠传动刚度的几种方法[J];机械工程师;2009年09期
9 王志民,张西忠,厉勇;滚珠丝杠传动使用与发展[J];机电工程技术;2004年09期
10 孙宜标,郭庆鼎;基于加速度补偿的龙门移动式镗铣床双直线电动机滑模解耦同步控制研究[J];机械工程学报;2002年12期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭江华,王水弟,张忠会,胡涛,贾松良;倒装芯片凸焊点的UBM[J];半导体技术;2001年06期
2 郝钢,韩秋实,孙志永;基于PMAC的开放式数控系统性能的研究[J];北京机械工业学院学报;2003年02期
3 郭庆鼎,孙艳娜;直线永磁同步伺服电动机的H~∞鲁棒自适应控制[J];电工技术学报;2000年04期
4 孙宜标,郭庆鼎,孙艳娜;基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制[J];电工技术学报;2001年01期
5 郭庆鼎,张凤,王飞;基于模型扰动抑制的直线伺服系统设计[J];电工技术学报;2001年05期
6 孙宜标,郭庆鼎,石丽梅;基于推力观测器的直线式交流伺服系统滑模变结构控制[J];电工技术学报;1998年02期
7 郭庆鼎,周悦,郭威;高精度永磁直线同步电动机伺服系统鲁棒位置控制器的设计[J];电机与控制学报;1998年04期
8 孙文焕,程善美,王晓翔,秦忆;多电机协调控制的发展[J];电气传动;1999年06期
9 郭庆鼎,王军;基于在线辨识补偿的永磁直线同步电机模型参考自适应神经网络速度控制[J];电气传动;2000年04期
10 张军,陈旭;各向异性导电胶粘接可靠性研究进展[J];电子元件与材料;2004年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 翁秀华;双直线电机同步控制的研究[D];沈阳工业大学;2005年
2 年海威;双直线电机伺服系统同步进给控制的研究[D];沈阳工业大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田恕倩,黄琪,傅林坚,邱敏秀;基于无芯挤压原理的多通管件成形液压机研究[J];液压与气动;2005年10期
2 贺海清;李红英;;电机群变频调速的同步控制[J];工矿自动化;2006年03期
3 赵佳;吕家锋;;基于分布式神经网络的同步合闸时间预测方法研究[J];上海电气技术;2009年01期
4 缪剑伟;孙树星;俞修海;;无创检出脉波用以同步控制串联心脏辅助泵[J];中国医疗器械杂志;1985年03期
5 赵洪,孙持平,邹元传;一种实现激光束对试样二维扫描的方法[J];电机与控制学报;1990年02期
6 严循东;;给定信号预处理电路在电磁调速电机同步控制中的应用[J];设备管理与维修;1996年04期
7 杨海芳,李炜,吴盛刚;合成试验的同步控制及其误差分析[J];高压电器;2005年04期
8 鲍广鉴,陈柏全,曾强;空间钢结构计算机控制液压整体提升技术[J];施工技术;2005年10期
9 卢晋;周玉丰;;气动伺服系统的模糊神经网络力同步控制研究[J];洛阳工业高等专科学校学报;2005年04期
10 邓三鹏;王健民;张永丹;章青;王慧清;;钢丝绳拉力计算机自动测量系统的研究[J];机床与液压;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李燊;肖颖杰;王越;;成像导引头半实物仿真测试系统设计与开发[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
2 李晓明;李鹏翔;;基于虚轴法的高速液压同步控制策略研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
3 郑伟;钱晨;王钦若;吴乃优;;基于DeviceNet的车牌生产线同步控制系统设计[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
4 段京东;曾毅;;鞍钢数控横剪生产线的设计[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
5 孙东;;多运动轴系统位置同步控制的非建模偶合算法[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 张桂素;高光煌;单清;钱焕文;刘海峰;周淑英;;一种固体可调谐激光多辐照参量的同步控制及计量方法[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2002(9)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第9届学术研讨会论文集[C];2002年
7 芮丰;王金利;邱士浩;罗庆吉;;液压支架试验台升降装置四缸同步系统的研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
8 庞京辉;贾晋文;张涛;廖维张;;液压整体提升技术在北辰区行政中心工程的应用[A];2009年全国建筑钢结构行业大会论文集[C];2009年
9 顾胜超;;宝钢冷轧连续退火机组自动控制技术[A];第十一届全国自动化应用技术学术交流会论文集[C];2006年
10 王铁流;王啸;陈东升;;一种基于变频调速器的分布式群吊控制系统同步方法[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 盖爽;整提同步控制核心技术国内领先[N];建筑时报;2010年
2 记者 彭青林 实习生 芦笛;打造全岛覆盖高精度卫星定位平台[N];海南日报;2011年
3 通讯员 杨立洋 李晓林;新疆移动建成手机报警定位平台[N];新疆日报(汉);2009年
4 记者 孙振刚 杨立洋;110报警迅速锁定案发位置[N];人民邮电;2009年
5 河南 王素军;用电视开关同步控制CATV放大器[N];电子报;2006年
6 本报记者 汤璇 通讯员 罗乐宁;节点形式国内少有 同步控制液压提升[N];广东建设报;2005年
7 郑欣;满载蓝色的希望扬帆[N];人民邮电;2006年
8 李晓文 谢继友;中国石油工程建设协会发布27个二级工法[N];中国石油报;2006年
9 郑欣;满载蓝色的希望扬帆[N];福建日报;2006年
10 张永法;SINUS PENTA变频器受用户关注[N];中国纺织报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年
2 刘晓峰;覆带起重机起升系统双马达同步控制技术研究[D];吉林大学;2012年
3 李蔚;重载列车机车无线重联同步控制关键技术研究与应用[D];中南大学;2012年
4 刘玉亮;外电场作用下神经元动力学分析与同步控制[D];天津大学;2011年
5 董春芳;导管架调平夹持器齿形爪优化及同步控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 孙立新;分布虚拟环境中碰撞响应、分级兴趣管理及同步控制研究[D];西南交通大学;2002年
7 马少华;126kV高压真空断路器永磁操动机构及其同步控制技术的研究[D];沈阳工业大学;2009年
8 孙克辉;混沌同步控制理论及其在信息加密中的应用研究[D];中南大学;2005年
9 卞秋香;几类复杂动力网络的同步控制[D];江苏大学;2011年
10 卢选民;基于TPN的多媒体动态同步模型及同步控制机制研究[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梅志松;双液压缸驱动系统的鲁棒同步控制[D];燕山大学;2010年
2 王金辉;共箱式断路器三相合成试验方法研究[D];沈阳工业大学;2005年
3 胡尊文;几种典型分数阶混沌系统的同步控制[D];大连理工大学;2009年
4 申浩锋;驱动冗余并联机器人的非线性同步控制[D];西安电子科技大学;2011年
5 樊亚妮;高速同步的计算机控制设计与研究[D];广东工业大学;2006年
6 年海威;双直线电机伺服系统同步进给控制的研究[D];沈阳工业大学;2006年
7 任健;分数阶统一混沌系统的同步控制与应用研究[D];中南大学;2007年
8 张妍;工业以太网及其实时特性的研究[D];河北工业大学;2005年
9 熊武辉;配电网户外永磁机构重合器的智能控制与应用技术研究[D];中南大学;2005年
10 傅航宇;永磁操动机构特性及其同步控制技术的研究[D];中南大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026