多轴联动数控系统运动平稳性和轮廓加工精度控制方法

摘要

本发明公开了一种多轴联动数控系统运动平稳性和轮廓加工精度控制方法，它通过多轴参数模型预测控制和非线性自适应模糊PID控制的复合模式控制模式实现对多轴联动数控系统运动平稳性和轮廓加工误差的控制，同时通过构建一种轮廓误差模型、速度误差模型和加速度误差模型来提高误差模型计算效率；通过新型性能优化指标，使系统的跟踪误差、轮廓误差、速度误差和加速度误差最小，以提高多轴伺服控制系统的控制性能；通过、简化的计算模型求解多轴参数模型预测控制增量以满足控制系统的实时性；采用非线性自适应模糊PID控制方法来提高多轴联动数控系统鲁棒性。本发明有效地提高了多轴联动数控系统的运动平稳性和轮廓加工精度。

主权项

1.一种多轴联动数控系统运动平稳性和轮廓加工精度控制方法，其特征是它包括以下步骤：（1）建立多轴伺服控制系统模型为：P(k)=p(k)+p′(k)    (1)j=1,…,n_i，s=1,…,m_i。（2）建立误差估计模型；所述的误差估计模型包括跟踪误差估计模型、轮廓误差估计模型、速度误差估计模型和加速度误差估计模型，分别对误差估计模型进行建模；（3）采用多轴参数模型预测控制和非线性自适应模糊PID控制复合模式控制方法，由多轴参数模型预测控制得到多轴的控制输入信号u_x(k)、u_y(k)和u_z(k)，由非线性自适应模糊PID控制得到的输入信号u′_x(k)、u′_y(k)和u_z′(k)，多轴控制系统在输入控制信号和误差补偿控制信号的共同作用下进行复合控制，以实现对多轴联动数控系统运动平稳性和轮廓误差控制，其中u_x(k)、u_y(k)和u_z(k)分别表示多轴的线性模型的控制输入信号，u′_x(k)、u′_y(k)和u_z′(k)分别表示非线性模型的控制输入信号。