2017年5月31日

直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)的優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模位置控制研究

當(dāng)今直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)是迎合高檔數(shù)控機(jī)床向高速、精密及高自動(dòng)化方向發(fā)展的要求而提出的一種新的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，與高速電主軸及直線電機(jī)一起構(gòu)成了商檔數(shù)控系統(tǒng)直驅(qū)技術(shù)的三大研究對(duì)象。直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接影響了數(shù)控系統(tǒng)的整體性能。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式是由蝸輪蝸桿等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，這種方式易造成機(jī)械振動(dòng)、呻應(yīng)緩慢、動(dòng)態(tài)剛度差及非線性誤差等，從而不能很好地滿足數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的高精度加工。直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)消除了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，直接由環(huán)形永磁力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式具有大轉(zhuǎn)矩、低能耗、快速響應(yīng)等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高速響應(yīng)、準(zhǔn)確定位等提供了可能性。但是由于直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)存在參數(shù)變化、高度非線性及機(jī)械諧振等不確定性因素，從而給直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)的控制帶來(lái)了一定的難度。傳統(tǒng)的控制方式都依賴于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型?；？刂凭哂锌焖夙憫?yīng)、對(duì)參數(shù)變化及擾動(dòng)不靈敏等優(yōu)點(diǎn)，但是這種控制方式容易出現(xiàn)“抖振”.很多學(xué)者針對(duì)此問(wèn)題做了研究。消除抖振的常用方法是邊界層的方法，通過(guò)改變邊界層的厚度來(lái)獲得******抗振效果，該方法能夠保證系統(tǒng)狀態(tài)收斂到滑模面為中心的邊界層，但不能使?fàn)顟B(tài)收斂到滑模。高為炳川提出來(lái)利用趨近律的變結(jié)構(gòu)控制方法來(lái)消除抖振，K JUNG等將模糊控制應(yīng)用于趨近律中，使滑動(dòng)模態(tài)的品質(zhì)得到進(jìn)一步改替，消除了系統(tǒng)的高頻抖振。P KACHROO等在邊界層內(nèi)，對(duì)切換函數(shù)s(x)采用低通濾波器，得到平滑的s(x)信號(hào)，并采用內(nèi)膜原理，設(shè)計(jì)了一種新型的帶有積分和邊界層厚度的飽和函數(shù)，有效地降低了抖振。文獻(xiàn)[9一11]利用觀測(cè)器來(lái)消除外界干擾及不確定項(xiàng)的影響.有效地減弱了抖振，具有較高的估計(jì)精度，但不能有效快速地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的跟蹤?；渭t敏等采用動(dòng)態(tài)滑模控制方法實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人的位里跟蹤控制，明顯地消除了抖振。文獻(xiàn)[12]提出一種基于模糊自學(xué)習(xí)的滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，用模糊滑模控制器來(lái)代替滑模切換控制部分，保證了控制律的連續(xù)性，減少了抖振，但是無(wú)法有效地消除抖振。文獻(xiàn)[13]將滑?？刂品譃樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和線性反饋控制兩部分，‘利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的箱出代替滑?？刂浦械姆?hào)函數(shù)，既保證了控制律的連續(xù)性，又從根本上消除了抖振。作者提出了一種優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模位里控制，利用兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的等效滑模控制和切換滑?？刂?，并通過(guò)遺傳算法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練權(quán)值的在線優(yōu)化

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