插補軌跡預補償交叉耦合控制算法研究

本文提出了一種適用于高速運動控制設備的插補軌跡預補償算法的交叉耦合輪廓控制
方法。插補軌跡預補償算法是將插補輸出經(jīng)過一次運動規(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，對輸入數(shù)據(jù)做進一步的補償。補償量的大小與XY 軸進給速度及實時目標位置的切線方向有關。將插補軌跡預補償作為系統(tǒng)的前饋環(huán)節(jié)，交叉耦合輪廓誤差補償作為系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)，較好的實現(xiàn)了交叉耦合控制與插補軌跡預補償之間的協(xié)調(diào)。該方法應用在伺服跟蹤圓輪廓的實驗結(jié)果表明，插補軌跡預補償?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。
關鍵詞：輪廓誤差，預補償，交叉耦合控制
交叉耦合控制是一種改善和提高多軸聯(lián)動運動控制系統(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，一是通過增強各單軸運動跟蹤精度和穩(wěn)定性以期間接達到減少多軸協(xié)同運動輪廓誤差[1]；二是通過設計各軸間的耦合控制器，將輪廓運動過程中的幾何誤差和動態(tài)特性綜合考慮，設計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動的跟蹤誤差和輪廓誤差[2][3]。本文在文獻[3]基礎上，設計出一種基于插補軌跡誤差預估補償（CCPM）機制，結(jié)合交叉耦合控制的輪廓誤差傳遞函數(shù)(CETF)實時解耦廓型數(shù)據(jù)給各軸伺服控制器的算法。此算法簡潔有效緊密配合控制系統(tǒng)硬件特點，滿足高速高精度伺服運動過程中的廓型精度及運動穩(wěn)定性的要求。