[发明专利]一种机械传动系统定位平台的预测控制方法

说明书

技术领域

本发明属于机械传动控制技术领域，特别涉及一种机械传动系统定位平台的预测控制方法。

背景技术

许多常见的精密加工系统所需的设备，譬如高精度万能铣床、三坐标测量仪等，往往采用含有滚珠丝杠装置的机械传动机构的工作平台，这些机械传动机构由于配合或磨损造成的死区、间隙等非线性特性，而这些特性对系统的控制性能影响是不能忽略的，它会降低系统的控制精度，有时会引起系统的抖动，甚至会出现系统的不稳定。因此，现存的不少技术大都是对这些非线性特性进行补偿，由于这些非线性特性建模的时候会有比较大的误差，并且随着设备的磨损、老化，模型的误差会越来越大，因此会存在着较大的补偿误差，这在超精密加工设备中体现得更为明显，能否找到一种不必对这些非线性特性进行直接补偿，同时又能消除其影响，获得满意控制性能的实时控制方法，成为提高超精密系统控制精度和性能的关键和难点。

发明内容

本发明提出一种不必对这类系统中滚珠丝杠产生的间隙这一类非光滑的非线性特性进行直接补偿、却能消除间隙影响的非光滑预测控制方法。

本发明的技术方案是，一种机械传动系统定位平台的预测控制方法，该机械传动系统带有滚珠丝杠，所述的机械传动系统定位平台包括的饲服电机的输出转角作为系统的输入信号u(k),经过齿轮箱变速及丝杠的机械传动，再带动工作台负载工作，工作台的位移y(k),即为整个系统的输出，其中，

所述定位平台的间隙用来描述齿轮箱与丝杠的机械传动的非线性特性，

L₁(·)是一个线性的动态子模型，用来描述工作平台的负载，

机械传动系统的非线性特性的输出，即x(k)，且不能直接测量，

所述定位平台的输入和输出为u(k)和y(k)

所述的间隙的特性描述为，

x^(k)=m^1(u(k)-D^1),u(k)>x^(k-1)m^1+D^1andu(k)>u(k-1)x^(k-1),x^(k-1)m^2-D^2≤u(k)≤x^(k-1)m^1+D^1m^2(u(k)+D^2),u(k)<x^(k-1)m^2-D^2andu(k)<(k-1)---(1)]]>