数控机床用磁悬浮平台同步控制研究

发布时间：2023-03-10 23:27

　　数控机床是机械制造业重要的加工设备,然而其在工作过程中移动平台与导轨之间存在的摩擦将会影响产品的加工精度。为了消除摩擦所带来的不良影响,具有无摩擦、无磨损等特点磁悬浮技术成为了精密加工领域的研究热点。然而磁悬浮系统具有高度非线性、强耦合等特点,使得磁悬浮系统的控制问题非常具有挑战性。因此,本文以磁悬浮平台竖直方向的支撑部分为研究对象,设计磁悬浮系统控制器,以实现高性能的控制要求。具体内容如下:首先,介绍了磁悬浮平台国内外研究现状,在此基础上叙述了磁悬浮平台的结构及其工作原理,建立单电磁悬浮系统数学模型,在此基础上通过坐标变换理论对非线性数学模型进行转换,以便于控制器的设计。其次,针对单电磁悬浮系统开环不稳定、高度非线性等特点,采用了二阶终端滑模变结构控制策略。设计了非线性滑模面并将同步误差考虑在其中,采用超螺旋算法计算控制律。该方法有效地削弱了抖振现象,并能够使磁悬浮系统保持稳定且具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。再次,针对支撑磁悬浮平台的各个单电磁悬浮系统之间存在耦合的问题,在实现单电磁悬浮系统稳定悬浮的基础上,设计了环形耦合同步控制结构与模糊控制相结合的同步控制器。环形耦合同步控制策略...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 磁悬浮研究现状
    1.3 单电磁悬浮系统控制技术研究现状
    1.4 磁悬浮平台同步控制研究现状
    1.5 本文主要内容及章节安排
第2章 磁悬浮平台的动力学模型
    2.1 磁悬浮平台的工作原理
    2.2 磁悬浮平台的机械结构
    2.3 单电磁悬浮系统数学模型
    2.4 磁悬浮系统数学模型坐标变换
    2.5 本章小结
第3章 单电磁悬浮系统二阶终端滑模控制器设计
    3.1 滑模控制概述
        3.1.1 滑模变结构控制基本原理
        3.1.2 传统滑模控制的特点及分析
    3.2 二阶滑模控制
        3.2.1 高阶滑模控制的概念
        3.2.2 二阶滑模控制
        3.2.3 二阶滑模控制算法
    3.3 二阶终端滑模控制器设计
        3.3.1 终端滑模控制
        3.3.2 单电磁悬浮系统二阶终端滑模控制器设计
    3.4 系统仿真及分析
    3.5 本章小结
第4章 磁悬浮平台同步控制器设计
    4.1 环形耦合同步控制
    4.2 模糊误差补偿器设计
    4.3 仿真与分析
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3758762